L’azienda vuole costruire un computer contenente fino a 1 milione di qubit in un campus di Chicago.
L’azienda di calcolo quantistico PsiQuantum sta collaborando con lo Stato dell’Illinois per costruire la più grande struttura di calcolo quantistico degli Stati Uniti, ha annunciato oggi la società.
L’azienda, che ha sede in California, afferma di voler ospitare un computer quantistico contenente fino a 1 milione di bit quantistici, o qubit, entro i prossimi 10 anni. Al momento, i computer quantistici più grandi hanno circa 1.000 qubit.
I computer quantistici promettono di svolgere un’ampia gamma di compiti, dalla scoperta di farmaci alla crittografia, a velocità da record. Le aziende utilizzano approcci diversi per costruire i sistemi e lavorano duramente per scalarli. Sia Google che IBM, ad esempio, realizzano i qubit con materiali superconduttori. IonQ produce qubit intrappolando ioni con campi elettromagnetici. PsiQuantum costruisce qubit a partire da fotoni.
Uno dei principali vantaggi del calcolo quantistico fotonico è la capacità di operare a temperature più elevate rispetto ai sistemi superconduttori. “I fotoni non sentono il calore e non sentono le interferenze elettromagnetiche”, afferma Pete Shadbolt, cofondatore e responsabile scientifico di PsiQuantum. Questa imperturbabilità rende la tecnologia più facile ed economica da testare in laboratorio, dice Shadbolt.
Inoltre, riduce i requisiti di raffreddamento, il che dovrebbe rendere la tecnologia più efficiente dal punto di vista energetico e più facile da scalare. Il computer di PsiQuantum non può funzionare a temperatura ambiente, perché ha bisogno di rivelatori superconduttori per individuare i fotoni ed eseguire la correzione degli errori. Ma questi sensori devono essere raffreddati solo a pochi gradi Kelvin, o poco sotto i -450 °F. Sebbene si tratti di una temperatura gelida, è comunque più facile da raggiungere rispetto a quella richiesta dai sistemi superconduttori, che richiedono un raffreddamento criogenico.
L’azienda ha scelto di non costruire computer quantistici su piccola scala (come il Condor di IBM, che utilizza poco più di 1.100 qubit). L’obiettivo è invece quello di produrre e testare quelli che chiama “sistemi intermedi”. Questi includono chip, armadietti e rivelatori di fotoni superconduttori. PsiQuantum afferma di puntare a questi sistemi su larga scala in parte perché i dispositivi più piccoli non sono in grado di correggere adeguatamente gli errori e di operare a un prezzo realistico.
Far sì che i sistemi su scala ridotta svolgano un lavoro utile è stata un’area di ricerca attiva. Ma “solo negli ultimi anni, abbiamo visto che le persone si sono rese conto che i sistemi piccoli non saranno utili”, dice Shadbolt. Per correggere adeguatamente gli inevitabili errori, dice, “bisogna costruire un grande sistema con circa un milione di qubit”. Questo approccio consente di risparmiare risorse, perché l’azienda non passa il tempo a mettere insieme sistemi più piccoli. Ma saltarli rende la tecnologia di PsiQuantum difficile da confrontare con quella già presente sul mercato.
L’azienda non ha fornito dettagli sulla tempistica esatta del progetto dell’Illinois, che comprenderà una collaborazione con l’Università di Chicago e diverse altre università dell’Illinois. L’azienda afferma che spera di iniziare i lavori di costruzione di una struttura simile a Brisbane, in Australia, l’anno prossimo e spera che quella struttura, che ospiterà un computer quantistico su larga scala, sia pienamente operativa entro il 2027. “Ci aspettiamo che Chicago segua a ruota in termini di operatività del sito”, ha dichiarato l’azienda in un comunicato.
“È tutto o niente [con PsiQuantum], il che non significa che non sia valido”, afferma Christopher Monroe, scienziato informatico della Duke University ed ex dipendente di IonQ. “È solo difficile misurare i progressi lungo il percorso, quindi è un tipo di investimento molto rischioso”.
Ci attendono ostacoli significativi. La costruzione dell’infrastruttura, in particolare del sistema di raffreddamento, sarà l’aspetto più lento e costoso della costruzione. E quando la struttura sarà finalmente costruita, sarà necessario migliorare gli algoritmi quantistici eseguiti sui computer. Shadbolt afferma che gli algoritmi attuali sono troppo costosi e richiedono molte risorse.
La complessità del progetto di costruzione potrebbe sembrare scoraggiante. “Questo potrebbe essere il sistema elettronico ottico quantistico più complesso che l’uomo abbia mai costruito, e questo è difficile”, dice Shadbolt. “Ci conforta il fatto che assomiglia a un supercomputer o a un centro dati, e lo stiamo costruendo utilizzando le stesse fabbriche, gli stessi produttori a contratto e gli stessi ingegneri”.
