L'impresa informatica di Google "supremazia quantistica" guadagna rispetto, anche da Microsoft

Si dice che un team di ricercatori guidato da Google abbia raggiunto la "supremazia quantistica" con un nuovo tipo di chip di computer trapelato settimane fa, ma la pubblicazione odierna dello studio del team sulla rivista Nature ha dato agli estranei la prima occhiata a ciò che è stato fatto.
E la maggior parte di loro sono rimasti colpiti.
Ovviamente c'erano i soliti avvertimenti: il progetto si concentrava su un problema specifico nella generazione di numeri casuali che non riguardava direttamente le applicazioni di tutti i giorni, e potrebbero passare anni prima che la tecnologia alla base del chip Sycamore di Google AI Quantum sia disponibile in commercio.
Tuttavia, la dimostrazione computazionale ha fornito prove del fatto che i computer quantistici possono svolgere alcune attività molto più rapidamente rispetto ai computer classici.
"Questo è un risultato scientifico entusiasmante per l'industria quantistica, e un altro passo in un lungo viaggio verso un futuro quantistico scalabile e praticabile", ha dichiarato Microsoft, uno dei concorrenti di Google nel regno dell'informatica quantistica, in una nota inviata a GeekWire.
A febbraio, Microsoft ha creato una propria rete di start-up e sviluppatori quantistici e, poche settimane dopo, la società ha svolto un ruolo di primo piano insieme all'Università di Washington e al Pacific Northwest National Laboratory nell'organizzazione del Nexus quantistico nord-occidentale.
"Negli ultimi due anni, abbiamo lavorato per offrire un impatto quantico ai nostri clienti oggi", ha affermato Microsoft.
"I clienti come Case Western Reserve University stanno ottenendo benefici reali con i nostri algoritmi ispirati ai quanti e quasi 200.000 sviluppatori hanno contribuito alla crescente economia quantistica attraverso il nostro kit di sviluppo quantistico di provenienza aperta." La scienza dell'informazione quantistica è una delle priorità tecnologiche per governo federale.
Le rivelazioni della ricerca odierna hanno scatenato una brillante pubblicazione a Fortune del responsabile della tecnologia della Casa Bianca Michael Kratsios, che ha affermato che il "balzo in avanti nel calcolo quantistico" è avvenuto a causa di "un ecosistema di innovazione senza pari in America".
Persino Ivanka Trump, figlia del presidente Donald Trump e un consulente della Casa Bianca, entrarono in azione.
"Gli Stati Uniti hanno raggiunto la supremazia quantistica!", Ha twittato.
Perché tutto il clamore? L'informatica quantistica è una delle frontiere più lontane dell'informatica e promette di facilitare le scoperte in crittografia, chimica molecolare, materiali delle batterie e superconduttori ad alta temperatura.
I computer classici sono basati su una base di zero e uno.
Al contrario, i dispositivi di calcolo quantistico fanno uso di bit quantici o qubit, che possono contenere più valori contemporaneamente durante l'elaborazione.
In accordo con il mondo spettrale della fisica quantistica, i risultati collassano in valori definiti solo quando vengono letti.
D-Wave Systems, con sede vicino a Vancouver, BC, ha sviluppato dispositivi che utilizzano una tecnica nota come ricottura quantistica per scopi computazionali limitati.
Altre società, tra cui Google, Microsoft e IBM, stanno cercando di andare oltre creando computer quantistici per scopi generici.
Non tutti i tipi di problemi computazionali sono adatti all'approccio quantistico, ma gli scienziati informatici hanno affermato che i computer quantistici dovrebbero teoricamente essere in grado di risolvere alcuni tipi di problemi molto più facilmente dei computer classici.
L'esperimento descritto nel documento pubblicato oggi suggerisce che tali affermazioni non sono più semplicemente teoriche.
I ricercatori hanno utilizzato un chip di elaborazione sicomoro da 54 qubit che incorpora porte logiche quantistiche veloci e ad alta fedeltà.
Il sistema è stato progettato per ridurre i tassi di errore, che è uno dei principali bugaboos per una rete di qubit interconnessi.
Il sistema è stato testato producendo sequenze di numeri progressivamente più lunghe, corrispondenti alla configurazione di circuiti quantistici casuali.
"La nostra macchina ha eseguito il calcolo del target in 200 secondi e dalle misurazioni del nostro esperimento abbiamo stabilito che ci sarebbero voluti il supercomputer più veloce del mondo 10.000 anni per produrre un risultato simile", hanno riferito oggi i ricercatori di Google John Martinis e Sergio Boixo in un post sul blog .
Hanno affermato che l'esperimento ha sfidato con successo l'ipotesi che i computer classici possano implementare in modo efficiente qualsiasi modello ragionevole di calcolo.
Questo è ciò che si intende con il termine "supremazia quantistica".
"Con il primo calcolo quantistico che non può essere ragionevolmente emulato su un computer classico, abbiamo aperto un nuovo regno dell'informatica da esplorare", hanno scritto i ricercatori.
IBM ha messo in dubbio l'affermazione di Google, affermando che il suo supercomputer Summit avrebbe potuto svolgere l'attività con una fedeltà molto maggiore in molto meno di 10.000 anni – 2,5 giorni, per essere precisi – ma oggi Google ha espresso dubbi sui dubbi di IBM.
Il computer quantistico Sycamore è completamente programmabile e può eseguire algoritmi quantistici per scopi generici, il che significa che ci saranno ulteriori test in vista.
"Il nostro team ha già lavorato su applicazioni a breve termine, tra cui la simulazione della fisica quantistica e la chimica quantistica, nonché su nuove applicazioni di machine learning generativo, tra le altre aree", hanno affermato Martinis e Boixo.
Hanno detto che stanno continuando gli sforzi per rendere il sistema Sicomoro più tollerante ai guasti e renderanno disponibili i processori a collaboratori e ricercatori accademici per ulteriori esperimenti.
"I ricercatori creativi sono la risorsa più importante per l'innovazione – ora che abbiamo una nuova risorsa computazionale, speriamo che un numero maggiore di ricercatori entrerà nel campo motivato cercando di inventare qualcosa di utile", hanno affermato Martinis e Boixo.
Martinis e Boixo sono tra i 77 autori dell'articolo Nature, intitolato "Quantum Supremacy Using a Programmable Superconducting Processor".
Gli autori provengono da istituzioni tra cui Google AI Quantum e Quantum AI Laboratory (QuAIL) presso il Centro Ames Research della NASA, l'Università della California a Santa Barbara, Oak Ridge National Laboratory e Forschungszentrum Jülich.