Amazon Web Services (AWS), la divisione cloud di Amazon, ha annunciato un nuovo e rivoluzionario chip per il calcolo quantistico chiamato Ocelot. Questo sviluppo segna un passo significativo nella corsa alla creazione di computer quantistici pratici e affidabili, in grado di risolvere problemi complessi che i computer tradizionali non possono affrontare.

Ocelot, sviluppato dal team AWS Center for Quantum Computing presso il California Institute of Technology, promette una riduzione fino al 90% dei costi associati alla correzione degli errori quantistici rispetto alle tecniche attuali. Questo risultato è reso possibile dall’adozione di una nuova architettura basata sui cosiddetti “cat qubits”, ispirati al celebre esperimento del gatto di Schrödinger.

L’annuncio di AWS arriva in un contesto in cui altri giganti tecnologici come Google (Alphabet, GOOG) e Microsoft (MSFT) stanno investendo fortemente nel calcolo quantistico. A febbraio, Microsoft ha presentato Majorana 1, un chip basato su un superconduttore topologico, mentre Google ha rivelato il proprio chip quantistico Willow. La competizione per dominare il settore è ormai accesa, e AWS ha deciso di puntare su un approccio completamente nuovo.

Il problema dell’error correction nel calcolo quantistico

Uno dei principali ostacoli allo sviluppo del calcolo quantistico è l’elevata sensibilità dei qubit agli errori. A differenza dei bit dei computer classici, che possono essere solo 0 o 1, i qubit possono trovarsi in una sovrapposizione di stati, permettendo calcoli paralleli e un’accelerazione esponenziale della potenza computazionale. Tuttavia, questa caratteristica li rende estremamente vulnerabili a interferenze esterne, come vibrazioni, fluttuazioni termiche e radiazioni cosmiche.

Per garantire risultati affidabili, i computer quantistici devono implementare meccanismi di correzione degli errori che riducono l’impatto di queste perturbazioni. Attualmente, le tecniche di correzione richiedono un numero enorme di qubit supplementari per proteggere un singolo qubit logico, rendendo il calcolo quantistico estremamente costoso e complesso da scalare.

Ocelot e il concetto di Cat qubit

AWS ha adottato un approccio radicalmente diverso rispetto ai metodi tradizionali, progettando Ocelot con la correzione degli errori integrata fin dall’inizio. Il cuore dell’innovazione è il cat qubit, un tipo speciale di qubit che sfrutta un’architettura progettata per minimizzare gli errori fin dalla base.

I cat qubits prendono il nome dall’esperimento mentale del gatto di Schrödinger, in cui un gatto si trova in uno stato di sovrapposizione tra vivo e morto fino a quando non viene osservato. Analogamente, i cat qubits sfruttano stati coerenti della luce per sopprimere determinati tipi di errori, riducendo drasticamente la quantità di risorse necessarie per la correzione.

AWS è riuscita per la prima volta a combinare questa tecnologia con ulteriori componenti di correzione degli errori su un microchip scalabile, fabbricato utilizzando processi di microelettronica già consolidati. Questo significa che Ocelot potrebbe rappresentare la chiave per costruire computer quantistici pratici, economici e commercialmente viabili.

Perché ocelot è una svolta per il calcolo quantistico

Secondo Oskar Painter, direttore della divisione Quantum Hardware di AWS, la progettazione di Ocelot potrebbe ridurre i costi della correzione degli errori di cinque volte rispetto ai metodi attuali e accelerare lo sviluppo dei computer quantistici pratici di circa cinque anni. Questo rappresenterebbe un cambiamento epocale, accelerando l’adozione del calcolo quantistico in settori critici come:

  • Scoperta di farmaci: simulazione di molecole e reazioni chimiche per accelerare la ricerca farmaceutica.
  • Materiali avanzati: progettazione di nuovi materiali con proprietà mai viste prima.
  • Finanza e gestione del rischio: analisi avanzate per migliorare strategie di investimento e gestione del rischio.
  • Ottimizzazione logistica: risoluzione di problemi complessi di ottimizzazione in tempo reale.

la strada verso computer quantistici affidabili

AWS ha pubblicato i risultati della ricerca su Ocelot in un articolo peer-reviewed sulla rivista Nature, confermando l’importanza dell’innovazione a livello scientifico. Tuttavia, il chip Ocelot è ancora un prototipo, e AWS prevede di continuare a investire nella ricerca e nello sviluppo per migliorare ulteriormente l’architettura.

Nel corso degli anni, la tecnologia informatica ha subito trasformazioni radicali grazie a nuove scoperte hardware. Dai tubi a vuoto ai transistor, fino ai processori moderni, ogni innovazione ha permesso un salto esponenziale nella potenza di calcolo. AWS mira a fare lo stesso con Ocelot, costruendo una base solida per la prossima generazione di computer quantistici.

il futuro del calcolo quantistico con aws

AWS non si limita solo alla ricerca teorica. L’azienda offre già Amazon Braket, una piattaforma cloud che permette a ricercatori e sviluppatori di sperimentare con il calcolo quantistico, utilizzando hardware di diversi fornitori. Grazie a questa infrastruttura, AWS sta gettando le basi per una futura transizione dal calcolo classico al quantistico, rendendo la tecnologia accessibile a un pubblico più ampio.

Mentre il calcolo quantistico è ancora agli albori, il lancio di Ocelot dimostra che il settore si sta avvicinando sempre più alla realizzazione di macchine quantistiche affidabili e scalabili. Non è più una questione di se, ma di quando questi computer diventeranno strumenti essenziali per risolvere problemi che oggi sembrano insormontabili.

AWS ha tracciato un nuovo percorso, e con Ocelot potrebbe aver acceso la scintilla di una nuova rivoluzione tecnologica.