IBM ha annunciato la realizzazione, entro il 2029, del primo computer quantistico industriale con correzione degli errori chiamato IBM Quantum Starling. Questo sistema segna un punto di svolta per il calcolo quantistico, ponendo le basi per una nuova generazione di macchine capaci di eseguire operazioni affidabili su larga scala e con applicazioni concrete in ambiti strategici come chimica, farmaceutica e ottimizzazione industriale.

Il cuore dell’annuncio è la nuova roadmap per il calcolo quantistico fault-tolerant, che definisce con precisione gli step tecnologici per la costruzione di un computer quantistico scalabile, privo di errori e pronto all’uso aziendale. Starling sarà ospitato nel nuovo IBM Quantum Data Center a Poughkeepsie, New York, e sarà in grado di eseguire fino a 20.000 volte più operazioni rispetto agli attuali sistemi quantistici. Il solo stato quantistico di Starling richiederebbe, per essere simulato, più di 10⁴⁸ supercomputer classici.

L’obiettivo: un computer quantistico industriale

Con Starling, IBM punta a superare i limiti dei computer quantistici attuali, che riescono a gestire solo una frazione della complessità teorica del calcolo quantistico. Il nuovo sistema sarà in grado di eseguire 100 milioni di operazioni quantistiche sfruttando 200 qubit logici, elementi corretti dagli errori che rappresentano l’informazione quantistica effettiva, costruiti da cluster di qubit fisici che collaborano per monitorare e correggere eventuali anomalie. Starling sarà anche la base per IBM Blue Jay, una futura piattaforma capace di gestire 1 miliardo di operazioni con 2.000 qubit logici.

Come dichiarato dal CEO Arvind Krishna, IBM sta aprendo “la prossima frontiera del calcolo quantistico”, unendo matematica, fisica e ingegneria per creare un sistema affidabile e industriale. Un computer quantistico di questo tipo potrà affrontare problemi reali troppo complessi per qualsiasi macchina classica, accelerando lo sviluppo di nuovi materiali, farmaci e strategie di ottimizzazione aziendale.

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La sfida della correzione degli errori

La chiave per costruire un computer quantistico scalabile è la correzione degli errori. I qubit fisici, per loro natura, sono estremamente sensibili alle interferenze ambientali e accumulano errori nel tempo. La soluzione è creare qubit logici, che sopprimono tali errori grazie a ridondanza e controllo incrociato tra più qubit fisici.

Ma i codici di correzione degli errori tradizionali, come quelli “surface code”, pur affidabili, richiedono un numero spropositato di qubit fisici, rendendo irrealistica la costruzione di computer davvero scalabili. IBM propone un approccio alternativo con i codici LDPC quantistici (qLDPC), una tecnica innovativa che consente di ridurre di circa il 90% il numero di qubit fisici necessari rispetto ai metodi convenzionali.

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A rendere credibile l’ambizione di IBM è una roadmap dettagliata, che prevede il rilascio progressivo di processori quantistici sempre più avanzati. Il primo passo sarà IBM Quantum Loon (2025), progettato per testare componenti critici del sistema, tra cui i “c-couplers”, che consentono l’interazione tra qubit distanti sullo stesso chip.

Nel 2026, IBM Quantum Kookaburra sarà il primo chip quantistico modulare in grado di memorizzare ed elaborare informazioni codificate, gettando le basi per l’architettura fault-tolerant. L’anno successivo, IBM Quantum Cockatoo connetterà due moduli Kookaburra tramite “L-couplers”, permettendo il collegamento di più chip quantistici in un sistema più esteso, evitando la necessità di progettare processori giganteschi e difficili da realizzare. Questi passaggi prepareranno il terreno per Starling, previsto nel 2029.