Supremazia quantistica da Google? Non così in fretta, dice IBM.

Computer quantistico di Google Google; A cura di MIT Technology Review

Un mese fa, è arrivata la notizia che Google avrebbe raggiunto la supremazia quantistica: aveva ottenuto un computer quantistico per eseguire un calcolo che avrebbe richiesto un tempo incredibilmente lungo a un computer classico. Sebbene il calcolo stesso, essenzialmente una tecnica molto specifica per l'output di numeri casuali, sia utile quanto il primo volo di 12 secondi dei fratelli Wright, sarebbe una pietra miliare di significato simile, che segna l'alba di un'era completamente nuova dell'informatica .

Ma in un post sul blog pubblicato oggi , IBM contesta il reclamo di Google. Il compito che secondo Google potrebbe richiedere 10.000 anni al supercomputer classico più veloce del mondo, in realtà, afferma IBM, può essere svolto in pochi giorni.

Come John Preskill, il fisico CalTech che ha coniato il termine supremazia quantistica, ha scritto in un articolo per la rivista Quanta , Google ha scelto specificamente un compito molto ristretto in cui un computer quantistico sarebbe bravo e un computer classico non è bravo. Questo calcolo quantistico ha una struttura molto ridotta, il che rende più difficile per il computer classico tenere il passo, ma significa anche che la risposta non è molto istruttiva, ha scritto.

Il documento di ricerca di Google non è stato pubblicato ( Aggiornare : è uscito due giorni dopo questa storia), ma una bozza è trapelata online lo scorso mese. In esso, i ricercatori affermano di aver ottenuto una macchina con 53 bit quantici, o qubit, per eseguire il calcolo in 200 secondi. Hanno anche stimato che il supercomputer più potente del mondo, la macchina Summit dell'Oak Ridge National Laboratory, avrebbe impiegato 10.000 anni per ripeterlo con la stessa fedeltà o lo stesso livello di incertezza del sistema quantistico intrinsecamente incerto.

Il problema è che tali simulazioni non sono solo una questione di porting del codice da un computer quantistico a uno classico. Diventano esponenzialmente più difficili quanto più qubit stai cercando di simulare. Per questo motivo, ci sono molte tecniche diverse per ottimizzare il codice per arrivare a un equivalente sufficientemente buono.

Ed è qui che Google e IBM differiscono. I ricercatori IBM propongono un metodo che, secondo loro, richiederebbe solo due giorni e mezzo su una macchina classica con una fedeltà di gran lunga maggiore, e che con ulteriori perfezionamenti ciò potrebbe peggiorare ulteriormente.

La differenza fondamentale? Dischi fissi. La simulazione di un computer quantistico in uno classico richiede la memorizzazione di grandi quantità di dati in memoria durante il processo per rappresentare la condizione del computer quantistico in un dato momento. Meno memoria hai a disposizione, più dovrai suddividere l'attività in più fasi e più tempo ci vorrà. Il metodo di Google, afferma IBM, si basava molto sulla memorizzazione di tali dati nella RAM, mentre quello di IBM utilizza sia la RAM che lo spazio sul disco rigido. Propone inoltre di utilizzare una serie di altre tecniche di ottimizzazione classiche, sia hardware che software, per accelerare il calcolo. Ad essere onesti, IBM non l'ha testato in pratica, quindi è difficile sapere se funzionerebbe come proposto. (Google ha rifiutato di commentare.)

Allora cosa c'è in gioco? O molto o non molto, a seconda di come lo guardi. Come sottolinea Preskill, il problema che Google avrebbe risolto non ha quasi nessuna conseguenza pratica, e anche se i computer quantistici diventano più grandi, passerà molto tempo prima che possano risolvere qualsiasi classe di problemi tranne le più ristrette. Quelli in grado di decifrare i codici moderni probabilmente impiegheranno decenni per svilupparsi, come minimo.

Inoltre, anche se IBM ha ragione sul fatto che Google non l'ha raggiunto questa volta, la soglia della supremazia quantistica non è sicuramente lontana. Il fatto che le simulazioni diventino esponenzialmente più difficili man mano che si aggiungono qubit significa che potrebbe essere necessaria solo una macchina quantistica leggermente più grande per arrivare al punto di essere davvero imbattibili in qualcosa.

Tuttavia, come osserva Preskill, anche la supremazia quantistica limitata è un passo fondamentale nella ricerca di computer quantistici pratici. Chiunque alla fine lo raggiunga, come i fratelli Wright, rivendicherà un posto nella storia.

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