IBM rende disponibile online la propria piattaforma quantistica

IBM rende disponibile online la propria piattaforma quantistica

Si potrà usare dopo aver ricevuto un invito e permetterà di testare equazioni logiche in simulazione oppure sull'hardware reale di IBM

di pubblicata il , alle 18:31 nel canale Web
IBM
 

IBM ha deciso di condividere sul web le proprie capacità di computazione quantistica con il lancio di un simulatore che permette a chiunque di condurre esperimenti sia in forma simulata, sia realmente sull'hardware quantistico di IBM. La possibilità di accedere online a questa risorsa accenderà l'interesse dei ricercatori e preparerà il terreno ad ulteriori sviluppi futuri.

Jerry Chow, responsabile del Quantum Computing Group per IBM, ha commentato: "E' per lo più una cosa educativa, ma rappresenta anche l'avvio di un qualcosa di molto più ampio".

L'elaborazione basata sulle regole della fisica quantistica è un campo di ricerca molto particolare e ancora misterioso per molti aspetti. Il principio attorno al quale tutto ruota è quello dei qubit o quantum bit. Laddove un bit in un tradizionale sistema di computazione binario è usato per rappresentare l'informazione come valore "0" o "1", il quantum bit può assumere, sulla base del principio di sovrapposizione quantistica, uno dei due valori oppure entrambi contemporaneamente. Questo consentirà ai sistemi quantistici del futuro di essere molto più potenti dei dispositivi attuali.

Molte realtà del panorama tecnologico, non solo IBM, sta portando avanti attività di ricerca per capire come operare con i qubit, ma ancora non è stato individuato un metodo univoco. Tra le varie attività di ricerca, alle quali partecipano anche società del calibro di Google e Microsoft, vi sono state sperimentazioni con reticolati ottici, con dispositivi a nucleo magnetico e anche sistemi basati sui diamanti, tutto per trovare un modo per elaborare, conservare e leggere i qubit. Il computer quantistico ideato da IBM, ad esempio, opera grazie alla refrigerazione criogenica.

Per poter utilizzare quanto messo a disposizione da IBM è necessario compilare un form di richiesta invito: solo dopo l'eventuale ammissione ci si troverà dinnanzi ad un ambiente di lavoro che ricorda molto da vicino l'interfaccia grafica di un'applicativo per la composizione musicale. Tramite questo ambiente di lavoro si potranno combinare equazioni utilizzando vari gate logici e scegliere se eseguire l'operazione come simulazione o sull'hardware reale di IBM, dove si dovrà rispettare una coda di precedenze.

In passato sono già state proposte iniziative simili: Google nel 2014 ha lanciato il Quantum Computing Playground, con la simulazione di un sistema quantistico da 6-22 qubit che tuttavia non si collega ad alcun hardware reale. La IBM Quantum Experience ha invece la possibilità di usare un sistema reale, segnando un'importante differenza con le iniziative precedenti.

In ogni caso l'obiettivo principale è quello di creare una certa attenzione e consapevolezza e di gettare le fondamenta al futuro delle piattaforme di computazione quantistica, pur con la possibilità di avere un impatto concreto anche sulle attività di ricerca nel mondo sicentifico.

Maggiori informazioni sono disponibili a questo indirizzo.

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21 Commenti
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Pier Silverio05 Maggio 2016, 08:05 #1
Così finalmente potrò giocare a Crysis in 4K
cignox105 Maggio 2016, 08:51 #2
Non solo a Crysis: l'IA potrá giocare tutte le possibili combinazioni simultaneamente, e alla fine selezionare quella che porta alla vittoria migliore :-)

A parte questo, io spero che la computazione quantistica possa essere un prossimo grande balzo in avanti. Temo che per vedere i primi prodotti consumer ci vorranno decenni, ma sarei fin da ora curioso, a parte i problemi di crittografia e matematici, quali applicazioni 'comuni' ne trarrebbero beneficio. Ad esempio, qualcuno sta lavorando alla creazione di algoritmi di rendering quantistici?

Mi viene in mente qualcosa del tipo: test di intersezione con primitive contemporaneamente su tutti i poligoni della scena (o dell'attuale nodo bvh/kdtree/bih/grid), e poi seleziono l'intersezione piú vicina. O test simultaneao su tutte le fonti luminose per verificare qual'é quella con il contributo maggiore. Etc.
andbad05 Maggio 2016, 09:11 #3
Io invece non ho ancora ben capito in che modo un qbit può dare vantaggi computazionali così enormi. Beninteso, non sono laureato in fisica o in informatica, ma qualcosina ho studiato.
Credo che mi tragga in inganno il dire che il qbit possa assumere valore 1, 0 o entrambi. Io lo vedo come un bit a tre stati (sicuramente sbagliando). Ma questo significa poter conservare il 50% di informazioni in più?
Avete un link sul calcolo quantistico for dummies?

By(t)e
deggial05 Maggio 2016, 09:25 #4
Originariamente inviato da: andbad
Io invece non ho ancora ben capito in che modo un qbit può dare vantaggi computazionali così enormi. Beninteso, non sono laureato in fisica o in informatica, ma qualcosina ho studiato.
Credo che mi tragga in inganno il dire che il qbit possa assumere valore 1, 0 o entrambi. Io lo vedo come un bit a tre stati (sicuramente sbagliando). Ma questo significa poter conservare il 50% di informazioni in più?
Avete un link sul calcolo quantistico for dummies?

By(t)e


se i vantaggi si limitassero al fatto che può assumere 3 valori anzichè 2 (cosa che tra l'altro penso anche io), sarebbe comunque un salto enorme!
Non significa poter conservare il 50% di informazioni in più, ma mooolte di più.

Significa che aggregando più qubit, non si calcola la potenza computazionale in potenze di 2 ma in potenze di 3.
Cioè:
2 bit possono salvare 2^2 (cioè 4) valori possibili
2 qubit possono salvare 3^2 (cioè 9) valori possibili

8 bit possono salvare 2^8 (cioè 256) valori possibili
8 qubit possono salvare 3^8 (cioè 6561) valori possibili

Noti anche tu il salto enorme in avanti.

PS: avevo teorizzato questa cosa (dei bit a 3 stati anzichè 2) circa 15 anni fa, ma pensavo che ci sarebbero arrivati con componenti in grado di "produrre" tensioni stabili a tre livelli: 0 - 0,5 - 1
cdimauro05 Maggio 2016, 10:02 #5
Non è una novità: già agli albori dell'informatica si erano ipotizzati calcolatori con componenti in grado di utilizzare più livelli di tensione, ma i problemi tecnici derivavano dal definire le soglie dei vari livelli, e gli annessi problemi di scalabilità della componentistica (ad esempio passando a transistor di dimensione più ridotta non è che si possono mantenere gli stessi livelli, e il componente è più sensibile al "rumore".
blackshard05 Maggio 2016, 10:07 #6
Dubito molto che sia semplicemente il salto da 2 a 3 livelli logici. Calcolatori che calcolano in questo modo già ci sono e fondamentalmente non è nulla di eclatante.

Qui dovrebbero entrare in gioco le probabilità in qualche modo che nessuno è riuscito ancora a spiegare in modo semplice alla massa.
andbad05 Maggio 2016, 10:08 #7
Originariamente inviato da: deggial
se i vantaggi si limitassero al fatto che può assumere 3 valori anzichè 2 (cosa che tra l'altro penso anche io), sarebbe comunque un salto enorme!
Non significa poter conservare il 50% di informazioni in più, ma mooolte di più.

Significa che aggregando più qubit, non si calcola la potenza computazionale in potenze di 2 ma in potenze di 3.
Cioè:
2 bit possono salvare 2^2 (cioè 4) valori possibili
2 qubit possono salvare 3^2 (cioè 9) valori possibili

8 bit possono salvare 2^2 (cioè 256) valori possibili
8 qubit possono salvare 3^2 (cioè 6561) valori possibili

Noti anche tu il salto enorme in avanti.

PS: avevo teorizzato questa cosa (dei bit a 3 stati anzichè 2) circa 15 anni fa, ma pensavo che ci sarebbero arrivati con componenti in grado di "produrre" tensioni stabili a tre livelli: 0 - 0,5 - 1


Hai ragione, non pensavo quadraticamente.
Io cmq credo sia qualcosa di molto più complesso della sola memorizzazione. Immagino che cambi anche l'algebra computazionale, il modo in cui le CPU effettuano le operazioni base sui qbit, ma non riesco a focalizzare bene in che modo.
Altro dubbio: il terzo stato (1 e 0 assieme) è effettivamente un terzo stato? Cioè, corrisponde al tuo teorizzato 0,5 (o 2 che dir si voglia), portando la logica da binaria a ternaria? Oppure sono ragionamenti completamente differenti?

IMHO credo che rimarrò con questi dubbi, a meno di tornare sui banchi.

By(t)e
FranFranz05 Maggio 2016, 11:11 #8
Attenzione! Un qubit non ha solo tre stati possibili, ne ha infiniti! Un qubit può assumere ogni possibile "sovrapposizione" di uno e zero, ad esempio 100% 1 e 0% 0, 23 % 1 e 77% zero, 15.209872% 1 e 84.790128% 0 e così via. Questi due numeri rappresentano la probabilità che quel qubit dia come risultato 1 o 0 se venisse misurato. In realtà, per essere più precisi, un qubit è descritto da due numeri complessi, il cui modulo quadro è pari a queste due probabilità. In ogni caso, quando viene misurato un qubit può dare come risultato solamente uno o zero, come un bit classico. Il vantaggio del qubit, però, è che prima della misura si trova in questa cosiddetta sovrapposizione, che offre molte più possibilità di un bit normale.
Un computer quantistico sfrutta questa sovrapposizione a suo vantaggio: utilizza diversi qubit e li combina assieme, ne cambia i valori complessi che li descrivono utilizzando delle porte logiche quantistiche (quelle del video: X, Y, H, CNOT, …), in modo da implementare degli algoritmi che spesso sfruttano il parallelismo consentito dai qubit. Se si infila una sovrapposizione di 1 e 0 in una porta logica quantistica, anche il risultato sarà in una sovrapposizione dei possibili risultati.
La magagna, come ho già detto, è che se si misura una data stringa di qubit si possono ottenere diverse possibili stringhe di bit classici con diverse probabilità. Per questo motivo serve ripetere lo stesso algoritmo più volte con lo stesso input per avere un risultato affidabile, ma spesso questo è più che sufficiente per ottenere il risultato giusto molto più velocemente di un computer classico. Inoltre spesso questo risultato si può controllare

Infine, mi spiace spegnere il vostro entusiasmo, ma è difficile che un computer quantistico possa arrivare nelle nostre case nei prossimi venti o trent'anni, se non di più. I problemi nella realizzazione sono enormi e le tecnologie impiegate sono molto costose. Per esempio, spesso questi sistemi lavorano a temperature vicine allo zero assoluto utilizzando nanofili di materiale superconduttore per rilevare singoli fotoni… E questa è sola la punta dell'iceberg. Non si tratta semplicemente di miniaturizzare delle valvole come per i computer degli anni cinquanta.
deggial05 Maggio 2016, 12:36 #9
Originariamente inviato da: FranFranz
Attenzione! Un qubit non ha solo tre stati possibili, ne ha infiniti! Un qubit può assumere ogni possibile "sovrapposizione" di uno e zero, ad esempio 100% 1 e 0% 0, 23 % 1 e 77% zero, 15.209872% 1 e 84.790128% 0 e così via. Questi due numeri rappresentano la probabilità che quel qubit dia come risultato 1 o 0 se venisse misurato. In realtà, per essere più precisi, un qubit è descritto da due numeri complessi, il cui modulo quadro è pari a queste due probabilità. In ogni caso, quando viene misurato un qubit può dare come risultato solamente uno o zero, come un bit classico. Il vantaggio del qubit, però, è che prima della misura si trova in questa cosiddetta sovrapposizione, che offre molte più possibilità di un bit normale.
Un computer quantistico sfrutta questa sovrapposizione a suo vantaggio: utilizza diversi qubit e li combina assieme, ne cambia i valori complessi che li descrivono utilizzando delle porte logiche quantistiche (quelle del video: X, Y, H, CNOT, …), in modo da implementare degli algoritmi che spesso sfruttano il parallelismo consentito dai qubit. Se si infila una sovrapposizione di 1 e 0 in una porta logica quantistica, anche il risultato sarà in una sovrapposizione dei possibili risultati.
La magagna, come ho già detto, è che se si misura una data stringa di qubit si possono ottenere diverse possibili stringhe di bit classici con diverse probabilità. Per questo motivo serve ripetere lo stesso algoritmo più volte con lo stesso input per avere un risultato affidabile, ma spesso questo è più che sufficiente per ottenere il risultato giusto molto più velocemente di un computer classico. Inoltre spesso questo risultato si può controllare

Grazie mille! Ecco come fare un po' di chiarezza in poche righe!

Infine, mi spiace spegnere il vostro entusiasmo, ma è difficile che un computer quantistico possa arrivare nelle nostre case nei prossimi venti o trent'anni, se non di più. I problemi nella realizzazione sono enormi e le tecnologie impiegate sono molto costose. Per esempio, spesso questi sistemi lavorano a temperature vicine allo zero assoluto utilizzando nanofili di materiale superconduttore per rilevare singoli fotoni… E questa è sola la punta dell'iceberg. Non si tratta semplicemente di miniaturizzare delle valvole come per i computer degli anni cinquanta.

Questo lo immaginavo
PaulGuru05 Maggio 2016, 14:08 #10
Originariamente inviato da: Redazione di Hardware Upgrade
Link alla notizia: http://www.hwupgrade.it/news/web/ib...tica_62481.html

Si potrà usare dopo aver ricevuto un invito e permetterà di testare equazioni logiche in simulazione oppure sull'hardware reale di IBM

Click sul link per visualizzare la notizia.


IBM tira fuori il supercomputer quantistico mentre Intel e AMD a sfornare minestre riscaldate o nel caso della seconda a non sfornare nulla.
Quando non si lavora .........

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