Il Giappone ha raggiunto un traguardo storico nel settore del calcolo ad alte prestazioni con il lancio di Reimei-Fugaku, il primo supercomputer quantistico ibrido al mondo. Questa innovativa macchina nasce dall’integrazione tra il supercomputer “tradizionale” Fugaku, il sesto più veloce al mondo, e Reimei, una macchina quantistica da 20 qubit sviluppata dalla società Quantinuum. L’obiettivo principale di questa straordinaria tecnologia è sostenere la ricerca scientifica, in particolare nei campi della fisica e della chimica, dove la velocità di calcolo e le capacità computazionali avanzate sono fondamentali per il progresso delle scoperte.
Reimei-Fugaku, il primo supercomputer quantistico “a ioni intrappolati”
Disposto presso l’istituto scientifico Riken (vicino a Tokyo), questo supercomputer combina il potente supercalcolo “tradizionale” di Fugaku con le innovazioni del computer quantistico di Quantinuum, Reimei (che significa “alba” in giapponese). Il risultato è una “piattaforma ibrida quantistica-HPC all’avanguardia progettata per affrontare calcoli che superano le capacità dei supercomputer tradizionali“, si legge nel comunicato ufficiale.
Ciò che distingue Reimei è l’uso dei qubit a ioni intrappolati, a differenza di molti computer quantistici che si basano sui qubit superconduttori. Secondo il sito di informazione Interesting Engineering, questi qubit vengono creati isolando atomi carichi (ioni) all’interno di un campo elettromagnetico, dando origine a una struttura nota come trappola ionica. “Gli ioni intrappolati vengono quindi manipolati utilizzando laser calibrati con precisione, che regolano i loro stati quantistici per eseguire calcoli“. Questo approccio consente un’elaborazione e una memorizzazione più efficiente delle informazioni quantistiche.
Inoltre, Reimei utilizza una tecnica chiamata “ion shuttling”, che permette di spostare fisicamente i qubit lungo il circuito a seconda delle necessità, aumentando la flessibilità dei calcoli quantistici.
Errori più contenuti grazie ai qubit logici
Uno dei maggiori ostacoli nel calcolo quantistico è l’elevata sensibilità dei qubit agli errori, spesso dovuti a interferenze esterne. Per migliorare la stabilità dei calcoli, Reimei adotta un approccio innovativo: raggruppa più qubit fisici in “qubit logici”, riducendo così gli errori distribuendo i potenziali punti di guasto. In questo modo, un singolo errore di qubit non compromette l’esecuzione di un calcolo.
Quantinuum aveva già dimostrato l’efficacia di questa soluzione nel 2024, sviluppando un qubit logico con un tasso di errore 800 volte inferiore rispetto ai qubit fisici. Grazie a queste innovazioni, il supercomputer Reimei-Fugaku può garantire una precisione mai raggiunta prima nel calcolo quantistico.
Riferisce sempre Interesting Engineering, anche altri paesi stanno lavorando ai propri “Reimei”: in Germania, la società IQM ha integrato un processore quantistico da 20 qubit nel supercomputer SuperMUC-NG nel giugno 2024. Tuttavia, quel sistema è ancora in fase di test, con piani per espandere la potenza di calcolo a 54 qubit nel 2025 e 150 qubit nel 2026.
