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IBM apre l’era del computer quantistico

IBM ha annunciato un’iniziativa prima nel suo genere: la realizzazione di sistemi informatici quantistici universali che renderà disponibili sul mercato. I sistemi e i servizi quantistici IBM Q saranno offerti attraverso la piattaforma IBM Cloud. Mentre le tecnologie che operano attualmente sui computer tradizionali, quali ad esempio Watson, possono aiutare a estrarre informazioni e modelli nascosti in grandi quantità di dati esistenti, i computer quantistici offriranno soluzioni a problemi importanti per i quali non è possibile individuare dei modelli, perché i dati non esistono e le possibilità da esplorare per arrivare alla risposta sono di gran lunga superiori a quelle elaborabili dai classici computer.

IBM ha anche annunciato il rilascio di una nuova Application Program Interface per IBM Quantum Experience. Una novità che permette agli sviluppatori e ai programmatori di iniziare a sviluppare interfacce tra l’attuale computer quantistico in modalità cloud con processore a 5 quantum bit (qubit) e i computer classici, senza necessità di disporre di un background approfondito in fisica quantistica.
Il lancio di un simulatore aggiornato su IBM Quantum Experience, in grado di modellare i circuiti fino a 20 qubit. Nella prima metà del 2017, IBM prevede di distribuire un SDK (Software Development Kit) completo su IBM Quantum Experience per permettere agli utenti di creare semplici applicazioni e programmi software quantistici. IBM Quantum Experience permette a chiunque di connettersi al processore quantistico IBM attraverso il Cloud IBM per eseguire algoritmi ed esperimenti, lavorare con singoli bit quantistici ed esplorare tutorial e simulazioni di tutto ciò che potrebbe essere possibile fare con il quantum computing.

«IBM ha investito per decenni nello sviluppo del quantum computing e intendiamo estendere l’accesso ai sistemi quantistici e alle loro potenti funzionalità alle comunità scientifiche e di business», ha dichiarato Arvind Krishna, senior vice president di Hybrid Cloud e director di IBM Research. «Dopo Watson e Blockchain, crediamo che il quantum computing offrirà una nuova potente serie di servizi disponibili tramite la piattaforma IBM Cloud e che abbia il potenziale per diventare la prossima grande tecnologia che guiderà una nuova era di innovazione in tutti i settori industriali».

IBM intende sviluppare sistemi IBM Q per espandere il dominio di applicazione dei computer quantistici. Una metrica chiave sarà la potenza del computer quantistico espressa dal volume quantistico, che comprende il numero di qubit, la qualità delle operazioni quantistiche, la connettività qubit e il parallelismo. Come primo passo per accrescere il volume quantistico, IBM intende realizzare sistemi IBM Q con ~50 qubit nei prossimi anni, per dimostrare le superiori capacità rispetto ai sistemi classici odierni, e prevede di collaborare con partner chiave del settore industriale allo sviluppo di applicazioni che sfruttino l’aumento di velocità quantistica dei sistemi.

I sistemi IBM Q saranno progettati per affrontare i problemi che attualmente sono considerati di natura troppo complessa ed esponenziale per essere gestiti dai sistemi informatici classici. Una delle prime e più promettenti applicazioni del quantum computing sarà nel campo della chimica. Per una molecola semplice come la caffeina, il numero degli stati quantistici delle molecole può essere incredibilmente ampio, così ampio che tutta la memoria e potenza computazionale disponibile che gli scienziati potrebbero costruire non sarebbe capace di gestire il problema.

Gli scienziati di IBM hanno sviluppato tecniche per esplorare in modo efficiente la simulazione di problemi di chimica su hardware quantistici e sono in corso dimostrazioni sperimentali di varie molecole. In futuro, l’obiettivo sarà quello di modellare molecole ancora più complesse e tentare di predire le proprietà chimiche con una precisione superiore a quella possibile con i computer tradizionali.

Le future applicazioni del quantum computing potrebbero includere vari ambiti come la scoperta di farmaci e materiali: chiarire la complessità delle interazioni molecolari e chimiche per scoprire nuovi farmaci e materiali. Potrebbe essere applicato ai servizi finanziari, per trovare nuovi modi per modellare i dati finanziari e isolare i principali fattori di rischio a livello globale per effettuare investimenti migliori. Promettenti gli scenari per l’intelligenza artificiale: creare elementi di intelligenza artificiale potenziati quali ad esempio il machine learning quando gli insiemi di dati possono diventare troppo grandi, come la ricerca per immagini o video. E potrebbero esserci risvolti anche per la sicurezza del cloud.

«I computer classici sono straordinariamente potenti e continueranno a migliorare e a sostenere tutto ciò che facciamo nel mondo dell’economia e nella società. Vi sono, però, molti problemi che un computer classico non sarà mai in grado di risolvere. Per acquisire conoscenza da maggiore complessità, abbiamo bisogno di un computer quantistico», ha dichiarato Tom Rosamilia, senior vice president di IBM Systems. «Ci aspettiamo che i sistemi IBM Q operino di concerto con il nostro portafoglio di sistemi classici ad alte prestazioni nell’affrontare problemi che sono attualmente irrisolvibili, ma che riteniamo abbiano un enorme valore non ancora sfruttato».

Il piano d’azione di IBM per la scalabilità nell’uso pratico dei computer quantistici si basa su un approccio olistico nell’avanzamento tecnologico di tutte le parti del sistema. IBM sfrutterà la sua profonda esperienza nei qubit a superconduttori, nell’integrazione di sistemi complessi ad alte prestazioni dalla scalabilità dei processi di nanofabbricazione dell’industria dei semiconduttori per far progredire le capacità quantistiche dei sistemi. Inoltre, l’ambiente e gli strumenti software sviluppati si avvarranno dei migliori matematici, di informatici, di ingegneri sviluppatori software e hardware dei sistemi IBM a livello mondiale.

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