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IBM ha svelato un ambizioso piano per sviluppare il primo computer quantistico fault-tolerant al mondo, chiamato Starling, entro il 2029. Questo sistema innovativo sarà dotato di 200 qubit logici con correzione degli errori integrata, promettendo un significativo balzo in avanti nella potenza computazionale e aprendo nuove strade per la risoluzione di complessi problemi del mondo reale.
Punti chiave
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Sistema Starling: Il computer quantistico fault-tolerant di IBM, previsto entro il 2029, sarà dotato di 200 qubit logici.
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Correzione degli errori: Il sistema includerà una correzione degli errori integrata, fondamentale per operazioni quantistiche stabili e affidabili.
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Prestazioni: Si prevede che Starling eseguirà 20.000 volte più operazioni rispetto agli attuali computer quantistici.
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Roadmap futura: Starling è un trampolino di lancio per Blue Jay, un sistema da 2000 qubit logici previsto per il 2033.
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Innovazioni architettoniche: IBM sta sviluppando una nuova architettura con codici qLDPC per ridurre significativamente il sovraccarico di qubit fisici per la correzione degli errori.
Il salto quantico di IBM: Presentazione di Starling
IBM è pronta a rivoluzionare il calcolo quantistico con il suo sistema Starling, che si prevede sarà operativo entro il 2029. Questo computer quantistico modulare vanterà 200 qubit logici e incorporerà una correzione degli errori avanzata, una caratteristica fondamentale per le applicazioni quantistiche pratiche. L'azienda afferma che gli ostacoli scientifici per questo sistema sono stati superati e l'attenzione è ora sulle sfide ingegneristiche.
Il percorso verso la tolleranza ai guasti
La costruzione di Starling sarà un approccio a fasi, senza soluzioni hardware pronte attualmente disponibili. Il sistema sarà ospitato nel nuovo data center quantistico di IBM a Poughkeepsie, New York. La capacità di Starling di eseguire 100 milioni di operazioni quantistiche con 200 qubit logici getterà le basi per il successivo sistema Blue Jay, che mira a 1 miliardo di operazioni quantistiche utilizzando 2000 qubit logici entro il 2033.
Superare le sfide quantistiche
I sistemi quantistici sono altamente suscettibili al rumore e alla decoerenza. L'approccio di IBM alla tolleranza ai guasti prevede la correzione degli errori in tempo reale utilizzando hardware specializzato. Un'innovazione chiave è l'uso di Bivariate Bicycle, un tipo di codice quantistico a bassa densità di parità (qLDPC), che dovrebbe ridurre il numero di qubit fisici richiesti per la correzione degli errori di circa il 90% rispetto ad altri codici.
Pietre miliari architettoniche
La roadmap di IBM include diversi moduli chiave che precedono Starling:
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Loon (fine 2025): Un modulo processore progettato per testare i componenti dell'architettura del codice qLDPC, inclusi i connettori di qubit a lunga distanza.
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Kookaburra (2026): Il primo processore modulare per l'archiviazione e l'elaborazione di informazioni codificate, che integra la memoria quantistica con le operazioni logiche.
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Cockatoo (2027): Un modulo processore che combinerà due moduli Kookaburra utilizzando connessioni a L, consentendo il collegamento di chip quantistici in sistemi più grandi senza richiedere chip individuali di dimensioni impraticabilmente grandi.
Starling sarà costruito integrando i moduli Cockatoo in una piattaforma unificata, richiedendo il raffreddamento criogenico dei componenti principali a circa 4 Kelvin (-269,15 °C). Questo design modulare e fault-tolerant rappresenta un passo significativo verso il calcolo quantistico pratico e su larga scala.
Una minaccia potenziale per i sistemi blockchain
David Bader, professore presso il New Jersey Institute of Technology, ha dichiarato che lo sviluppo di IBM potrebbe rappresentare una minaccia per gli algoritmi crittografici e ha sottolineato l'importanza di passare alla crittografia resistente al quantum per gli sviluppatori blockchain.
«Un potente computer quantistico in grado di eseguire l'algoritmo di Shor apparirà solo tra qualche anno. Le blockchain non si romperanno improvvisamente nel 2029, ma è qualcosa da tenere d'occhio», ha concluso l’esperto.
Fonti
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