IBM Quantum Heron e Quantum System Two: il quantum computing di nuova generazione
In occasione dell’evento annuale IBM Quantum Summit di New York, IBM ha presentato Quantum Heron, il primo di una nuova serie di processori quantistici su scala industriale. Si tratta del risultato di un’architettura progettata negli ultimi quattro anni in grado di raggiungere le più elevate prestazioni IBM e i minimi tassi di errore rispetto a qualsiasi processore IBM Quantum reso disponibile a oggi. IBM ha anche presentato Quantum System Two, il primo computer quantistico modulare. Il primo Quantum System Two, situato a Yorktown Heights, New York, è stato avviato con tre processori IBM Heron ed elettronica di controllo di supporto.
Partendo da queste basi fondamentali e da ulteriori scoperte effettuate nell’hardware, nella teoria e nel software quantistico, IBM ha sviluppato la propria IBM Quantum Development Roadmap verso il 2033 con nuovi obiettivi, al fine di migliorare significativamente la qualità delle operazioni di gate. In questo modo, aumenteranno le dimensioni dei circuiti quantistici eseguibili, che contribuiranno a realizzare il pieno potenziale dell’informatica quantistica su larga scala.
Come dimostrato da IBM all’inizio di quest’anno relativamente al processore Quantum Eagle da 127 qubit, oggi i sistemi IBM Quantum possono essere utilizzati quale strumento scientifico per esplorare problemi a livello di utility scale nella chimica, fisica e materiali, al di là della simulazione classica di forza bruta della meccanica quantistica. Da questa prima dimostrazione, i più importanti ricercatori, scienziati e ingegneri provenienti da organizzazioni come l’Argonne National Laboratory del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, l’Università di Tokyo, l’Università di Washington, l’Università di Colonia, il Qedma, l’Algorithmiq, il Q-CTRL e la Fundacion Ikerbasque hanno potuto perfezionare ulteriormente le dimostrazioni di calcolo quantistico su scala industriale e confermarne il valore ottenuto attraverso l’osservazione di aree computazionali mai rilevate prima.
Queste dimostrazioni sono il risultato di esperimenti già in atto (sviluppati grazie al nuovo processore IBM Quantum Heron a 133 qubit) che IBM sta rendendo disponibile per gli utenti sul cloud. IBM Heron è il primo di una nuova classe di processori IBM ad alte prestazioni che offre tassi di errore almeno di cinque volte inferiori rispetto ai precedenti record stabiliti da IBM Eagle. Nel corso del prossimo anno, entreranno a far parte della famiglia di sistemi IBM ulteriori processori IBM Heron.
IBM Quantum System Two
IBM Quantum System Two combina un’infrastruttura criogenica scalabile a server runtime classici, che dispongono di elettronica di controllo qubit modulare. Il nuovo sistema è uno degli elementi che permette la realizzazione della visione di IBM di un supercomputing quantistico-centrico. Questa architettura unirà la comunicazione al calcolo quantistico, supportata da risorse di calcolo classiche, e sfrutterà un livello middleware per integrare in modo appropriato i flussi di lavoro quantistici e classici.
IBM prevede che questo sistema possa ospitare anche le future generazioni di processori quantistici proprietari. Questi processori hanno, inoltre, lo scopo di migliorare in maniera graduale la qualità delle operazioni che possono eseguire, estendendo in modo significativo la complessità e le dimensioni dei carichi di lavoro che possono gestire.
Inoltre, con l’obiettivo di democratizzare lo sviluppo dell’informatica quantistica, IBM ha annunciato Qiskit Patterns, piattaforma di sviluppo che fungerà da meccanismo in grado di consentire agli sviluppatori quantistici di creare codice in maniera semplice. Il tutto si basa su una raccolta di strumenti per mappare agevolmente i problemi classici, ottimizzarli in circuiti quantistici usando Qiskit ed eseguendoli usando Qiskit Runtime, al fine di poterne elaborare successivamente i risultati. La combinazione dell’utilizzo di Qiskit Patterns e Quantum Serverless permetterà agli utenti di creare, distribuire ed eseguire flussi di lavoro integrando il calcolo classico e quantistico in ambienti diversi, come ad esempio scenari cloud oppure on-premise. Tutti questi strumenti forniranno blocchi predefiniti per semplificare agli utilizzatori la creazione ed esecuzione di algoritmi quantistici.
Spazio infine all’IA generativa. IBM integrerà infatti questa tecnologia tramite watsonx per aiutare ad automatizzare lo sviluppo di codice quantistico per Qiskit. Ciò sarà reso possibile grazie alla messa a punto della serie di modelli IBM Granite.
“L’intelligenza artificiale generativa e il calcolo quantistico sono entrambi a un punto di svolta tale da permettere di utilizzare il framework del modello di base di watsonx in sicurezza, semplificando così il modo in cui gli algoritmi quantistici vengono costruiti per l’esplorazione su scala industriale” ha dichiarato Jay Gambetta, Vice President e IBM Fellow di IBM. “Questo è un passo significativo verso l’ampliamento del modo in cui l’informatica quantistica può essere accessibile, e viene riposta nelle mani degli utenti come strumento per l’esplorazione scientifica”.
