Alle porte della fantascienza: Intel ci parla delle CPU quantistiche e di quando arriveranno

Alle porte della fantascienza: Intel ci parla delle CPU quantistiche e di quando arriveranno

Abbiamo avuto modo di fare quattro chiacchiere con Jim Clarke, direttore del settore Quantum Hardware per Intel, ovvero l'uomo a capo di tutta la sezione che ha in carico la realizzazione dei processori quantistici. Sfide, tempi e applicazioni pratiche sono i temi di cui abbiamo discusso

di pubblicato il nel canale Processori
Intel
 

Sono moltissimi gli appassionati che credono all'esistenza di "stanze segrete" all'interno delle aziende hi tech, dove tecnologie del futuro sono già pronte da anni in attesa di essere commercializzate. Non mancano gli appassionati che credono che il primo iPhone fosse pronto già da 10 anni prima del suo lancio, così come altri credono alla stessa cosa, con gli stessi gap temporali, per processori e altre tecnologie simili.

La realtà è molto differente ma per certi versi queste fantomatiche "stanze segrete" esistono veramente, da sempre, solo che il cartello all'ingresso indica solitamente "ricerca e sviluppo". Pura fantascienza è invece il fatto che vi siano prodotti fatti e finiti con anni e anni di anticipo, poiché quello che poi vediamo sugli scaffali è il frutto di un lungo, lunghissimo percorso fatto di errori, strade senza uscita, successi e soddisfazioni, solitamente fatte un passo alla volta e molto lentamente.

Abbiamo avuto il privilegio di parlare con Jim Clarke, direttore del settore Quantum Hardware per Intel, per fare il punto su uno dei pochi argomenti che possono ancora stupire al giorno d'oggi, ovvero la realizzazione di un processore quantistico in grado di cambiare completamente il paradigma del mondo CPU, legato al silicio da molti decenni. C'è molta euforia nel settore e non a caso molti colossi stanno percorrendo la strada, zeppa di ostacoli, che porta alla CPU quantistica: non solo Intel ma anche Google, IBM, Microsoft e più di una azienda cinese sono al lavoro per raggiungere al più presto possibile l'ambizioso traguardo.

Il nostro illustre interlocutore ci ha ricordato però un fatto molto importante: sono serviti 10 anni per mettere a punto il primo transistor e altri 10 per il primo processore.  Insomma, un messaggio chiaro per dire che l'annuncio di Tagle Lake al CES di Las Vegas, ovvero un modello funzionante di CPU quantistica da 49 qubit, segna un enorme successo per l'azienda ma è solo fra i primi passi di un lungo cammino. Non è assolutamente detto che quella vista sarà poi la versione definitiva a livello concettuale e di architettura, poiché esistono diversi modi per realizzare una CPU quantistica a livello proprio di struttura fisica. Attualmente aziende diverse proprongono diverse interpretazioni della CPU quantistica a livello hardware, ed è presto per capire quale sarà il miglior modello scalando in qubit.


Jim Clarke, direttore del settore Quantum Hardware per Intel

Già, poiché per ora questi fantomatici qubit sono per definizione l'unità di misura dell'informazione codificata, ma sono tanti o pochi 49? Per rispondere alla domanda serve entrare in qualcosa in cui è necessario lavorare molto di fantasia e intuito per venirne fuori, come sempre quando c'è di mezzo la fisica quantistica. Se attualmente le CPU sono tutte accomunate dai sistemi binari, sì e no, 0 e 1, una CPU quantistica può elaborare informazioni di molti ordini di grandezza superiori con risultati in contemporanea, quindi non 1 o 0, ma 1 e 0 e molti altri valori. Stiamo semplificando molto ma è per capire.

Sulla carta, quindi, possiamo immaginare una CPU quantistica come migliaia e migliaia di volte più performante di una tradizionale, a parità di caratteristiche comparabili, sempre che questo sia possibile. Quindi, 49 qubit sono tanti o pochi? In realtà sono pochissimi: ne servono milioni per raggiungere quei risultati in grado di inaugurare una nuova era in campo informatico, con una svolta epocale in grado di cambiare tutto, ma proprio tutto, in diversi ambiti.

Uno dei problemi è che una CPU quantistica, e non solo quella di Intel, deve lavorare a una temperatura di 20 millikelvin, cioè appena sopra lo zero assoluto. Abbiamo detto però che Intel Tangle Lake è funzionante, infatti opera in una server farm nei Paesi Bassi di QuTech, azienda USA del Mariland che lì ha una sede attrezzata. Il freddo non è un gran problema: in Europa meno di 5 aziende sono in grado di fornire macchinari per ambienti operativi di questo tipo, ma appunto esistono e non è neppure una sola. Le CPU quantistiche però sono molto fragili e perdono l'informazione molto in fretta, motivo per cui il mantenimento di temperature così estreme è indispensabile, almeno per ora.

Secondo Jim Clarke serviranno 10 anni per arrivare a un sistema con CPU quantistica in grado di costituire una vera svolta rispetto alle CPU tradizionali. I campi di applicazione saranno quelli "soliti" dell'HPC: studio di nuovi materiali, previsioni meteorologiche, la cifratura dei dati e via dicendo, cose per cui esistono server farm intere pensate per fare più calcoli possibili nell'unità di tempo.

Insomma, tornando all'origine del nostro discorso, nella stanza segreta di Jim Clarke in Intel c'è davvero il futuro, anche se la CPU quantistica è ancora ai suoi primi passi. Ma di passi ne sta già facendo, deve crescere moltissimo ma la strada sembra essere segnata. Chi oggi, nel 2018, si aspetta una CPU quantistica in grado di fare calcoli impensabili, che ci tengono nascosta aspettando tempi più maturi, sappia che non è così. Tutto alla fine è più semplice e "normale": i risultati si ottengono quasi sempre con fatica, determinazione e tanta, tanta pazienza.

17 Commenti
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Giouncino04 Ottobre 2018, 16:26 #1
qui:
https://en.wikipedia.org/wiki/List_...ntum_processors

tra le altre è indicata una CPU quantistica di google da 72qubit...
le_mie_parole04 Ottobre 2018, 17:09 #2
secondo me stanno vagando nel buio procedendo a tentoni, prima o poi uscirà un nuovo Federico Faggin con l'idea giusta, e tutta sta roba verrà buttata via, come del resto accadde quando Faggin da Olivetti emigrò negli States per andare in una società che produceva memorie /Intel, e dopo circa 3 anni uscire con la prima CPU X86, tutti gli altri che erano nel campo buttarono via i propri lavori visto che questa si rivelò vincente su tutti
aleardo04 Ottobre 2018, 18:49 #3
Con AMD che le erode progressivamente quote di mercato, Intel farebbe bene a occuparsi del futuro prossimo piuttosto che del futuro remoto, sul quale del resto è molto difficile fare previsioni attendibili.
neutrino7604 Ottobre 2018, 18:56 #4
"""tutti gli altri che erano nel campo buttarono via i propri lavori visto che questa si rivelò vincente su tutti""" <<< alla faccia della distorsione storica! Come cancellare in poche righe cpu di enorme successo come quelle Motorola, Z80 e tutti i RISC dai quali poi sono derivati gli ARM attuali.
djfix1304 Ottobre 2018, 20:27 #5
è credere di capire la storia che fa di questa generazione un insieme indefinito di informazione.
WarSide04 Ottobre 2018, 20:28 #6
Originariamente inviato da: neutrino76
"""tutti gli altri che erano nel campo buttarono via i propri lavori visto che questa si rivelò vincente su tutti""" <<< alla faccia della distorsione storica! Come cancellare in poche righe cpu di enorme successo come quelle Motorola, Z80 e tutti i RISC dai quali poi sono derivati gli ARM attuali.


Quoto.

Giusto un appunto: ZiLOG era stata fondata da Faggin. Quindi non puo' spazzare via se stesso
serpa1804 Ottobre 2018, 21:35 #7

Quantum computers

Mi spiace di vedere nei commenti principalmente giudizi generici e attacchi agli altri commenti.
Mi piacerebbe vedere commenti nel merito degli articoli, su quello che dicono o che non dicono.
Ad esempio il potere di calcolo ottenibile con N qubit (ben noto agli addetti ai lavori), il problema della "decoerenza", che porta a utilizzare la gran parte dei qubit per error correction.
La figura che mostra il criostato è molto bella, ma illustra uno dei problemi tecnici attuali: il numero di connessioni tra il chip quantistico a 10 mK e l'elettronica di controllo a temperatura ambiente é pari circa a 2 per qubit. Nel caso di un ipotetico chip con 1000 qubit, il solo costo delle connessioni sarebbe di qualche milione di euro, oltre a implicare un tale affollamento di cavi da rendere quasi impossibile la refrigerazione. Su queste tematiche la comunità di ricercatori che lavora nel quantum computing si interroga continuamente e sviluppa nuove idee.
Sarebbe bello che una rivista dedita alla divulgazione delle tecnologie elettroniche dedicasse uno spazio significativo per far conoscere ai propri lettori le frontiere della ricerca.
emanuele8305 Ottobre 2018, 06:43 #8
Originariamente inviato da: serpa18
Mi spiace di vedere nei commenti principalmente giudizi generici e attacchi agli altri commenti.
Mi piacerebbe vedere commenti nel merito degli articoli, su quello che dicono o che non dicono.
Ad esempio il potere di calcolo ottenibile con N qubit (ben noto agli addetti ai lavori), il problema della "decoerenza", che porta a utilizzare la gran parte dei qubit per error correction.
La figura che mostra il criostato è molto bella, ma illustra uno dei problemi tecnici attuali: il numero di connessioni tra il chip quantistico a 10 mK e l'elettronica di controllo a temperatura ambiente é pari circa a 2 per qubit. Nel caso di un ipotetico chip con 1000 qubit, il solo costo delle connessioni sarebbe di qualche milione di euro, oltre a implicare un tale affollamento di cavi da rendere quasi impossibile la refrigerazione. Su queste tematiche la comunità di ricercatori che lavora nel quantum computing si interroga continuamente e sviluppa nuove idee.
Sarebbe bello che una rivista dedita alla divulgazione delle tecnologie elettroniche dedicasse uno spazio significativo per far conoscere ai propri lettori le frontiere della ricerca.


Si vede che sei nuovo. povero piccolo "credente", ancora a credere alla favoletta che HWupgrade si occupi di divulgazione. Per loro stessa ammissione sono una macchina macina click per fare soldi (violante il codice deontologico del giornalismo mascherando pubblicità, amazon e altri, da notizie) e cito:

"Mi creda, è difficile far quadrare tutto senza scontentare qualcuno. Siamo una realtà che deve reinventarsi ogni 6 mesi il modo di far quadrare i conti, cercando al contempo di salvaguardare l'onestà dei contenuti e mediando i problemi che possono insorgere quotidianamente con pubblicità, Ad Block e roba simile. Potremmo fatturare davvero molto di più, con fattori moltiplicativi importanti, ma cerchiamo il compromesso per salvare capra e cavoli. Spesso da fuori non si vede, ma spese fisse e 12 stipendi al mese non sono una bazzeccola."

per quanto riguarda la divulgazione scientifica consiglio Ieee spectrum, ma sono sicuro che lo conosci benissimo. Tanto non ha senso leggere hw upgrade perchè la maggior parte degli articoli con taglio un filo scientifico sono presi proprio da lì, tradotti malamente e senza nemmeno citare la fonte.
GTKM05 Ottobre 2018, 08:55 #9
Originariamente inviato da: serpa18
Mi spiace di vedere nei commenti principalmente giudizi generici e attacchi agli altri commenti.
Mi piacerebbe vedere commenti nel merito degli articoli, su quello che dicono o che non dicono.
Ad esempio il potere di calcolo ottenibile con N qubit (ben noto agli addetti ai lavori), il problema della "decoerenza", che porta a utilizzare la gran parte dei qubit per error correction.
La figura che mostra il criostato è molto bella, ma illustra uno dei problemi tecnici attuali: il numero di connessioni tra il chip quantistico a 10 mK e l'elettronica di controllo a temperatura ambiente é pari circa a 2 per qubit. Nel caso di un ipotetico chip con 1000 qubit, il solo costo delle connessioni sarebbe di qualche milione di euro, oltre a implicare un tale affollamento di cavi da rendere quasi impossibile la refrigerazione. Su queste tematiche la comunità di ricercatori che lavora nel quantum computing si interroga continuamente e sviluppa nuove idee.
Sarebbe bello che una rivista dedita alla divulgazione delle tecnologie elettroniche dedicasse uno spazio significativo per far conoscere ai propri lettori le frontiere della ricerca.


Sono iscritto a questo forum da più di 4 anni. Ti dico solo che ormai nemmeno li leggo più gli articoli, e lo frequento solo per una piccola porzione di utenti che, ancora, riesce a garantire scambi interessanti.
s-y05 Ottobre 2018, 11:44 #10
sperando che non diventi il nuovo grafene eh

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