La corsa alla supremazia quantistica: Google punta a 49 qubit, IBM risponde con 50

Google si era data una scadenza. Entro la fine del 2017, ha detto John Martinis, il suo gruppo avrebbe costruito un dispositivo capace di raggiungere la supremazia quantistica, cioè un calcolo fuori portata per qualsiasi computer tradizionale. La prova sarebbe arrivata da una gara tra il chip di Google e uno dei supercomputer più potenti del mondo, ha riferito MIT Technology Review il 21 aprile 2017.

Martinis guida il gruppo di ricerca quantistica di Google ed è ancora professore all'Università della California, Santa Barbara. È entrato in Google alla fine del 2014, secondo lo stesso articolo. "Pensiamo di essere pronti a fare questo esperimento. È qualcosa che possiamo fare adesso", ha detto.

La fiducia si basa su un chip con sei qubit disposti su due righe da tre. Google aveva già pubblicato i risultati di un chip a nove qubit allineati, ma secondo Martinis l'esperimento di supremazia richiede una griglia da 49 qubit. I progetti per dispositivi da 30 a 50 qubit sono già in corso. Il chip a sei qubit serve anche a testare un metodo di produzione in cui i qubit e il loro cablaggio di controllo convenzionale vengono realizzati su chip separati e poi uniti con il bump bonding.

"Quel processo funziona tutto", ha detto Martinis. "Ora siamo pronti a muoverci in fretta."

Martinis ha mostrato immagini del chip alla conferenza IEEE TechIgnite di Burlingame, in California, ma il suo gruppo non ha ancora divulgato ufficialmente i dettagli tecnici, ha scritto MIT Technology Review. Il team di Google, circa 25 persone, è uno dei vari gruppi di ricerca industriali nati o cresciuti di recente. Nella corsa ci sono anche Intel, Microsoft, IBM e alcune startup.

Simon Gustavsson, principal investigator di un gruppo di calcolo quantistico al MIT, ha detto alla testata che Google è tra i leader. "Google e IBM sono abbastanza comparabili", ha affermato.

Chris Monroe, professore all'Università del Maryland e cofondatore della startup IonQ, si è mostrato più prudente su cosa significherebbe quel traguardo. "Sarà una tappa accademica", ha detto. "Dopo bisogna ancora capire come renderlo più scalabile e programmabile." Martinis concorda che resta molto da fare, ma sostiene che l'esperimento potrebbe diventare un riferimento per chiunque dichiari di avere un computer quantistico funzionante.

IBM si è mossa per prima sul numero. Il 10 novembre 2017 l'azienda ha annunciato che i suoi scienziati avevano costruito e misurato un prototipo di processore da 50 qubit, secondo l'Associated Press. Dario Gil, che guida la divisione di ricerca di IBM sul calcolo quantistico e l'intelligenza artificiale, ha detto che era la prima volta che un'azienda costruiva un computer quantistico su quella scala.

Seth Lloyd, professore di ingegneria meccanica al MIT non coinvolto nella ricerca IBM, ha detto che probabilmente c'erano ancora difetti da correggere, ma ha definito l'annuncio dei 50 qubit un segno di progresso significativo.

Un mese dopo l'accento si è spostato dal numero di qubit alla loro qualità. "I comunicati stampa parlano sempre di corsa allo spazio quantistico in termini di numero di qubit", ha detto Martinis alla conferenza Q2B al NASA Ames, secondo Gizmodo. "Conta la quantità e la qualità dei qubit, non solo la quantità."

Gizmodo ha riferito l'8 dicembre 2017 che Google stava allora fabbricando il suo dispositivo di supremazia da 49 o 50 qubit e avrebbe iniziato i test entro due settimane, senza contare i ritardi per le vacanze di Natale. Il problema di prova richiede di entangled i qubit, lasciare evolvere il sistema e poi misurare esiti le cui probabilità sono così complesse che una macchina classica deve simulare il computer quantistico per verificarli. Una simulazione del genere potrebbe richiedere settimane per fare ciò che il computer quantistico fa in pochi minuti.

Non tutti considerano il termine una questione chiusa. Dario Gil di IBM in seguito ha sconsigliato di usare la supremazia quantistica come metrica di progresso. "L'esperimento e il termine 'supremazia' saranno fraintesi da quasi tutti", ha detto a Fortune, descrivendolo come un esperimento di laboratorio senza applicazioni pratiche. "I computer quantistici non domineranno mai 'supremi' su quelli classici, ma lavoreranno insieme a loro, perché ciascuno ha i propri punti di forza."

Jim Clarke, direttore dell'hardware quantistico di Intel Labs, ha definito l'aggiornamento di Google un pietra miliare notevole e ha detto che un computer quantistico commercialmente valido richiederebbe molti progressi nella ricerca e nello sviluppo. "Lo sviluppo è ancora al primo miglio di questa maratona, ma crediamo fermamente nel potenziale di questa tecnologia", ha detto.

L'articolo di Google, ottenuto da Fortune dopo essere stato pubblicato su NASA.gov e poi rimosso, diceva che il processore Sycamore conteneva 53 qubit, ridotti rispetto a un dispositivo da 72 qubit chiamato Bristlecone. I ricercatori hanno scritto che il loro processore impiegava circa 200 secondi per campionare un'istanza di un circuito quantistico 1.000.000 di volte, mentre un supercomputer all'avanguardia avrebbe bisogno di circa 10.000 anni per il compito equivalente.

Il portavoce di Google ha rifiutato di confermare l'autenticità dell'articolo, e la NASA non ha risposto immediatamente a una richiesta di commento. Una fonte di Google ha suggerito che la NASA lo abbia pubblicato in anticipo, prima della peer review. Nonostante tutte le rivendicazioni, il linguaggio stesso del settore, l'era NISQ dei computer quantistici rumorosi su scala intermedia descritta da John Preskill del Caltech, descrive ancora l'hardware sul tavolo.

Il conto finale, per ora, resta quello dei numeri: 2.000.000.000 di dollari di investimenti annunciati nel settore non bastano a spostare il traguardo, e nessuno dei due giganti ha ancora mostrato un calcolo verificato oltre la soglia.