Amazon presenta il chip quantistico Ocelot: cosa può fare
Il nuovo chip quantistico di Amazon riduce del 90% la possibilità di generare errori durante i calcoli, promettendo una grande riduzione dei costi per i computer quantistici
Tutte le grandi aziende tecnologiche, e anche molte startup, stanno cercando la propria strada per produrre computer quantistici realmente utilizzabili per scopi scientifici e commerciali. La promessa del quantum computing è quella di risolvere problemi che sono al di là della portata dei computer classici, aprendo nuove frontiere nella scienza dei materiali, nella medicina, nella finanza e in molti altri campi.
L’ultima azienda ad annunciare progressi significativi è Amazon Web Services (AWS), con il suo primo chip quantistico chiamato Ocelot. L’annuncio di AWS arriva a una settimana di distanza dalla presentazione del chip Majorana 1 di Microsoft. Nel 2025, anno in cui ricorrono i cento anni dalla formulazione della meccanica quantistica, si assiste dunque ai primi passi nello sviluppo di questa nuova tecnologia.
Il problema dei chip quantistici
Uno dei maggiori ostacoli nello sviluppo dei computer quantistici è la loro estrema sensibilità alle perturbazioni ambientali. Vibrazioni, calore, interferenze elettromagnetiche o persino raggi cosmici possono alterare lo stato quantistico dei qubit, le unità fondamentali dell’informazione quantistica, causando errori nei calcoli. Questo rende estremamente difficile costruire computer quantistici affidabili in grado di eseguire calcoli complessi senza errori significativi.
Per superare questo problema, i computer quantistici utilizzano tecniche di correzione degli errori quantistici, che richiedono l’utilizzo di più qubit fisici per rappresentare un singolo qubit logico. Questo approccio protegge le informazioni quantistiche dall’ambiente esterno e consente la rilevazione e la correzione degli errori man mano che si verificano.
Tuttavia, gli approcci attuali alla correzione degli errori quantistici richiedono un numero enorme di qubit, rendendo proibitivi il costo e la complessità della costruzione di computer quantistici su larga scala.
Amazon Ocelot: perché è diverso
Il chip Ocelot di AWS rappresenta un nuovo approccio alla correzione degli errori quantistici. Invece di aggiungere la correzione degli errori a un’architettura esistente, i ricercatori di AWS hanno progettato Ocelot con la correzione degli errori integrata fin dall’inizio.
Ocelot utilizza una nuova architettura che consente di ridurre il costo della correzione degli errori fino al 90% rispetto agli approcci attuali. Questo significa ridurre drasticamente il numero di qubit fisici necessari per rappresentare un qubit logico, aprendo la strada alla realizzazione di computer quantistici più piccoli, più affidabili e meno costosi.
Un qubit logico in Ocelot è composto da un array di cinque “cat qubit“, cinque circuiti di buffer per la stabilizzazione dei qubit e quattro qubit per la correzione degli errori, organizzati fisicamente in una struttura a “panino“. I “cat qubit” sono progettati per sopprimere intrinsecamente alcune forme di errore, riducendo ulteriormente le risorse necessarie per la correzione degli errori quantistici. AWS ha sviluppato un modo specifico di lavorare il Tantalio sul chip di silicio per aumentare le prestazioni dell’oscillatore.
Secondo Oskar Painter, direttore della divisione Quantum Hardware di AWS, i processori quantistici costruiti con l’architettura utilizzata in Ocelot potrebbero costare fino a un quinto rispetto agli approcci odierni, grazie alla drastica riduzione del numero di risorse richieste per la correzione degli errori. AWS ritiene che questo possa accelerare di cinque anni la realizzazione di un computer quantistico di utilità pratica.
Ocelot è ancora un prototipo, ma rappresenta un passo importante verso la costruzione di computer quantistici a prova di errore in grado di risolvere problemi di rilevanza commerciale e scientifica.
