I ricercatori di Nvidia stanno affermando notevoli progressi nella ricerca per costruire un computer quantistico pienamente funzionale e commercialmente fattibile basato su simulazioni di supercomputer condotte con unità di elaborazione grafica (GPU).
Sebbene i progressi verso lo sviluppo di un utile computer quantistico siano costanti da decenni, i fisici sono ancora divisi su quale sia esattamente il percorso da intraprendere verso la loro creazione definitiva.
Quantistico
I computer quantistici funzionano in modo diverso dalle loro controparti classiche. I computer che usiamo ogni giorno, come quello su cui stai leggendo questo articolo, si affidano a interruttori binari per eseguire i calcoli. Ma i loro cugini quantistici sfruttano la natura della fisica, attraverso l’uso dei qubit, per condurre calcoli molto più complessi di quelli di cui sono capaci solo gli uno e gli zeri.
Esistono numerose scuole di pensiero su come costruire un computer quantistico e tutte comportano infrastrutture incredibilmente costose, ingegneria d'avanguardia e ricerche rivoluzionarie su concetti teorici di matematica e fisica.
Probabilmente, i due approcci più comuni esplorati oggi sono il gating quantistico e il ricottura quantistica. Le differenze tra i due sono evidenti, così come le loro potenziali capacità.
Nvidia sta lavorando allo sviluppo di un sistema di ricottura quantistica. La sua vasta esperienza con le GPU, sia nel settore dei giochi che in quello dell'intelligenza artificiale, la pone in una posizione unica per perseguire la ricerca sul calcolo quantistico tramite simulazioni di supercomputer.
Supercomputer contro supercluster
Secondo il documento di ricerca pubblicato di recente, i ricercatori di Nvidia hanno sfruttato centinaia di migliaia di GPU, in diversi cluster separati, per simulare il comportamento di un sistema di ricottura quantistica.
Questo tipo di simulazioni vengono in genere eseguite su supercomputer dotati di cluster di CPU o architetture simili. Ma le GPU pionieristiche di Nvidia offrono una potente alternativa.
La ricerca di Nvidia descrive come il team ha utilizzato queste simulazioni quantistiche basate su GPU per risolvere un problema in sospeso riscontrato nei sistemi di ricottura in cui le particelle magnetiche utilizzate nell'informatica quantistica "cambiavano bruscamente il loro comportamento".
Attraverso simulazioni, il team è stato in grado di elaborare una soluzione proposta che prevede la manipolazione dei campi magnetici. Una volta implementata, questa potrebbe portare i ricotturatori quantistici a servizio completo un passo più vicini al mercato.
Applicazioni future
I sistemi di annealing quantistico sono un tipo speciale di computer quantistico sviluppato per risolvere problemi molto specifici. A differenza dei computer quantistici basati su gate, non sono progettati per lavorare su attività generali.
Saranno probabilmente sviluppati in modo personalizzato per risolvere problemi eccezionali nel campo dell'ottimizzazione. I settori che più probabilmente saranno interessati dai sistemi di ricottura quantistica includono rilevamento quantistico, trasporti, spedizioni e logistica, energia, finanza e blockchain.
Nel campo della finanza, ad esempio, gli scienziati prevedono che i sistemi di calcolo quantistico potrebbero garantire un significativo incremento della precisione nelle aree delle previsioni, della gestione e della diversificazione del portafoglio.
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