All’IBM Quantum Developer Conference 2025, IBM ha annunciato un passo cruciale nel suo ambizioso piano per raggiungere il quantum advantage entro il 2026 e realizzare un computer quantistico fault-tolerant entro il 2029. Un percorso che intreccia progressi su più fronti (hardware, software, architettura e produzione) e che conferma IBM come una delle realtà più avanzate nel campo della computazione quantistica.

Jay Gambetta, direttore di IBM Research e IBM Fellow, ha sintetizzato così la visione dell’azienda: “Siamo l’unica realtà oggi in grado di innovare e scalare simultaneamente software, hardware, fabbricazione e correzione degli errori per sbloccare applicazioni realmente trasformative”.

Al centro degli annunci c’è IBM Quantum Nighthawk, il processore più avanzato mai sviluppato da IBM e concepito per raggiungere concretamente il quantum advantage, ovvero il momento in cui un computer quantistico risolverà un problema meglio di qualsiasi sistema classico.

Nighthawk, che sarà consegnato agli utenti IBM entro la fine del 2025, integra 120 qubit collegati da 218 accoppiatori regolabili di nuova generazione, oltre il 20% in più rispetto al precedente chip Heron. Questa architettura consente di eseguire circuiti fino al 30% più complessi mantenendo tassi d’errore contenuti e di affrontare calcoli che richiedono fino a 5.000 porte a due qubit, con l’obiettivo di raggiungere 7.500 nel 2026, 10.000 nel 2027 e fino a 15.000 nel 2028, grazie a nuove tecniche di accoppiamento a lungo raggio tra qubit.

IBM prevede che i primi casi di quantum advantage verificato saranno riconosciuti dalla comunità scientifica entro la fine del 2026. Per rendere il processo trasparente e collaborativo, l’azienda ha lanciato un quantum advantage tracker, una piattaforma aperta e gestita dalla community per monitorare e validare i progressi reali nella dimostrazione di vantaggi quantistici. In collaborazione con Algorithmiq, Flatiron Institute e BlueQubit, IBM alimenterà il tracker con esperimenti mirati su tre categorie di problemi: stima di osservabili, problemi variazionali e modelli con verifica classica efficiente.

 

Sabrina Maniscalco, CEO di Algorithmiq, ha spiegato che i modelli esplorati “sfidano i limiti di tutti i metodi classici conosciuti”, mentre Hayk Tepanyan di BlueQubit ha sottolineato che “si stanno formalizzando i primi casi in cui i computer quantistici superano di ordini di grandezza le prestazioni classiche”.

Qiskit evolve: più controllo, meno errori

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Sul fronte software, IBM ha potenziato Qiskit, la propria piattaforma open-source di sviluppo quantistico, ora capace di gestire circuiti dinamici con un incremento di accuratezza del 24% su scala 100+ qubit. Una nuova architettura di esecuzione con C-API introduce il controllo granulare dei processi e sfrutta le risorse HPC (High Performance Computing) per ridurre di oltre 100 volte il costo computazionale della mitigazione degli errori.

Per aprire la programmazione quantistica al mondo dell’HPC scientifico, IBM ha inoltre lanciato una interfaccia C++ per Qiskit, permettendo agli sviluppatori di integrare i processi quantistici nei flussi di lavoro tradizionali. Entro il 2027, Qiskit verrà esteso con librerie computazionali specializzate in machine learning, ottimizzazione, simulazioni hamiltoniane e risoluzione di equazioni differenziali, aree in cui la sinergia tra calcolo quantistico e classico promette di rivoluzionare la modellazione fisica e chimica.

Loon: le basi della computazione fault-tolerant

Parallelamente al percorso verso il quantum advantage, IBM accelera nella corsa alla computazione fault-tolerant, l’obiettivo ultimo del settore. Il nuovo processore sperimentale IBM Quantum Loon rappresenta il primo prototipo a integrare tutti i componenti chiave necessari per l’implementazione della correzione d’errore quantistica ad alta efficienza.

Loon introduce sia strati di routing multipli a bassa perdita capaci di connettere qubit lontani attraverso i cosiddetti “c-coupler”, sia tecnologie per il reset dei qubit tra operazioni successive, elementi essenziali per la scalabilità. IBM ha inoltre dimostrato che è possibile decodificare gli errori in tempo reale sfruttando hardware classico e codici qLDPC (quantum low-density parity-check). Questo risultato, ottenuto con un anno di anticipo sulla tabella di marcia, conferma la maturità ingegneristica raggiunta nella sincronizzazione tra processori quantistici e classici.

A completare il quadro, IBM ha annunciato che la produzione principale dei wafer quantistici avviene ora presso la struttura Albany NanoTech Complex di NY Creates, un impianto a 300 mm di ultima generazione. L’uso di linee produttive avanzate consente un apprendimento accelerato e una più rapida iterazione sui design dei chip, permettendo a IBM di raddoppiare la velocità di sviluppo, aumentare di dieci volte la complessità fisica dei processori e portare avanti più progetti in parallelo con un’efficienza di ricerca mai raggiunta prima.