La società di calcolo quantistico PsiQuantum sta collaborando con lo stato dell’Illinois per costruire la più grande struttura di calcolo quantistico con sede negli Stati Uniti, ha annunciato oggi la società.
L’azienda, che ha sede in California, afferma che il suo obiettivo è quello di ospitare un computer quantistico contenente fino a 1 milione di bit quantistici, o qubit, entro i prossimi 10 anni. Al momento, i computer quantistici più grandi hanno circa 1.000 qubit.
I computer quantistici promettono di eseguire una vasta gamma di attività, dalla scoperta di farmaci alla crittografia, a velocità record. Le aziende stanno utilizzando approcci diversi per costruire sistemi e stanno lavorando duramente per ampliarli. Sia Google che IBM, ad esempio, producono qubit con materiale superconduttore. IonQ crea qubit intrappolando gli ioni utilizzando campi elettromagnetici. PsiQuantum sta creando qubit da fotoni.
Uno dei principali vantaggi del calcolo quantistico fotonico è la capacità di operare a temperature più elevate rispetto ai sistemi superconduttori. “I fotoni non sentono il calore e non avvertono le interferenze elettromagnetiche”, afferma Pete Shadbolt, co-fondatore e direttore scientifico di PsiQuantum. Questa imperturbabilità rende la tecnologia più facile ed economica da testare in laboratorio, afferma Shadbolt.
Riduce inoltre i requisiti di raffreddamento, il che dovrebbe rendere la tecnologia più efficiente dal punto di vista energetico e più facile da espandere. Il computer PsiQuantum non può essere utilizzato a temperatura ambiente, poiché necessita di rilevatori superconduttori per individuare i fotoni ed eseguire la correzione degli errori. Ma questi sensori devono essere raffreddati solo a pochi gradi Kelvin, o poco meno di –450ºF. Sebbene si tratti di una temperatura gelida, è comunque più facile da raggiungere rispetto a quella necessaria per i sistemi superconduttori, che richiedono un raffreddamento criogenico.
L’azienda ha scelto di non costruire computer quantistici su piccola scala (come il Condor di IBM, che utilizza poco più di 1.100 qubit). Il suo obiettivo è invece produrre e testare quelli che lei chiama “sistemi intermedi”. Questi sistemi includono chip, involucri e rilevatori di fotoni superconduttori. PsiQuantum afferma di puntare a questi sistemi su larga scala, in parte perché i dispositivi più piccoli non possono correggere adeguatamente gli errori e funzionare a un prezzo realistico.
Far sì che i sistemi su scala più piccola svolgano un lavoro utile è stata un’area di ricerca attiva. Ma “solo negli ultimi anni abbiamo visto le persone rendersi conto del fatto che i piccoli sistemi non saranno utili”, afferma Shadbolt. Per correggere adeguatamente gli inevitabili errori, dice, “è necessario costruire un sistema di grandi dimensioni con circa un milione di qubit”. Questo approccio fa risparmiare risorse, dice, perché l’azienda non perde tempo a mettere insieme sistemi più piccoli. Tuttavia, il loro mancato utilizzo rende la tecnologia di PsiQuantum difficile da confrontare con ciò che già esiste sul mercato.
La società non condividerà i dettagli sulla tempistica esatta del progetto dell’Illinois, che includerà una collaborazione con l’Università di Chicago e diverse altre università dell’Illinois. L’azienda afferma che prevede di iniziare la costruzione di una struttura simile a Brisbane, in Australia, l’anno prossimo, e prevede che la struttura, che ospiterà il proprio computer quantistico su larga scala, sarà pienamente operativa entro il 2027. “Ci aspettiamo che Chicago segua l’esempio stesso percorso in termini di operabilità del sito”, ha affermato la società in una nota.
“È tutto o niente [con PsiQuantum], il che non significa che non sia valido”, afferma Christopher Monroe, scienziato informatico della Duke University ed ex dipendente di IonQ. “È semplicemente difficile misurare i progressi lungo il percorso; Pertanto, è un tipo di investimento molto rischioso”.
Ci sono ostacoli significativi da affrontare. Costruire l’infrastruttura per questa struttura, in particolare il sistema di raffreddamento, sarà l’aspetto più lento e costoso della costruzione. E quando la struttura sarà finalmente costruita, sarà necessario migliorare gli algoritmi quantistici in esecuzione sui computer. Shadbolt afferma che gli algoritmi attuali sono molto costosi e richiedono molte risorse.
La complessità del progetto di costruzione può sembrare scoraggiante. “Questo potrebbe essere il sistema elettronico quantistico-ottico più complesso che gli esseri umani abbiano mai costruito, e questo è difficile”, afferma Shadbolt. “Ci consola il fatto che assomiglia a un supercomputer o a un data center, e lo stiamo costruendo utilizzando le stesse fabbriche, gli stessi produttori a contratto e gli stessi ingegneri”.
( fonte: MIT Technology Review )
