Si dice spesso, ma vale la pena ripeterlo: i soldi nella corsa all’oro del ’49 sono stati fatti dai fornitori molto più dei minatori. Le aziende durature sono state costruite vendendo picconi, pale e blue jeans.
La storia si ripete oggi. Dietro ogni innovazione nel calcolo quantistico dei qubit-count c’è una vasta collezione di apparecchiature per test di laboratorio. Generatori di segnali, generatori di forme d’onda arbitrarie, digitalizzatori, oscilloscopi, analizzatori di spettro e analizzatori di rete sono vitali poiché i giocatori quantistici coassiano ioni, fotoni e qubit superconduttori nel calcolo dei problemi.
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R&S sui computer quantistici in aumento
Pensieri in questo senso hanno suscitato il nostro interesse quando abbiamo preso parte alle parti di calcolo quantistico della conferenza online Keysight World Innovate di Keysight Technologies, tenutasi di recente. Keysight e concorrenti come Anritsu e Tektronix sono impegnati a inventare strumenti per scalare le scogliere quantistiche.
“C’è molta eccitazione per questa tecnologia e i governi di tutto il mondo stanno investendo nella ricerca e nello sviluppo necessari per aumentare questa portata”, ha affermato Shohini Ghose, Ph.D., fisico quantistico presso la Wilfrid Laurier University, in un keynote a Mondo di Keysight.
“È un momento molto eccitante, [but] non è del tutto chiaro dove andrà a finire questa tecnologia”, ha detto.
L’enfasi di Ghose sugli investimenti su larga scala è confermata dai numeri. Le stime degli sforzi del governo e dei privati per stimolare la scienza e la tecnologia quantistica, secondo Quantum Resources and Careers (QURECA), indicano che gli attuali investimenti mondiali raggiungeranno quasi $ 30 miliardi, con il mercato globale globale della tecnologia quantistica che dovrebbe raggiungere $ 42,4 miliardi entro il 2027.
I laboratori di ricerca e sviluppo quantistici costituiscono probabilmente una piccola parte del mercato complessivo dei test e delle misurazioni, che dovrebbe aumentare leggermente da $ 27,7 miliardi nel 2021 a $ 33,3 miliardi nel 2026. Ma il mercato degli strumenti di test utilizzati nei laboratori di ricerca e sviluppo quantistico crescerà se la promessa del calcolo quantistico deve essere sfruttato con successo.
Nato dal luogo di nascita della Silicon Valley
Una parte centrale del banco di prova di Keysight per lo sviluppo di computer quantistici, sensori e apparecchiature di rete è il suo Quantum Control System (QCS), introdotto a giugno. I componenti QCS supportano la conversione digitale diretta dei segnali e includono un clock distribuito a basso rumore. Un manager di Keysight ha spiegato come funziona e perché è importante nei test.
“QCS sfrutta i tempi e le sincronizzazioni FPGA per operazioni multicanale e multichassis”, ha affermato Giampaolo Tardioli, vicepresidente del Communications Solutions Group di Keysight, parlando all’evento.
Tali tratti sono importanti poiché la comunità quantistica cerca di aumentare il numero di qubit. Importante è anche il supporto software, ha aggiunto Tardioli, che ha indicato il lavoro di Keysight per supportare QCS con le API Python.
Le credenziali di Keysight per la ricerca quantistica non potrebbero presentare un lignaggio più decantato, poiché l’azienda è cresciuta dall’attrezzatura di prova originale Hewlett-Packard nata dal garage dei signori Hewlett e Packard di Palo Alto, in California, negli anni ’30. Il garage è regolarmente citato come il luogo di nascita della Silicon Valley.
Keysight ha perseguito la tecnologia di laboratorio quantistico sia organicamente (quasi 100 scienziati e ingegneri sono stati coinvolti nella creazione di QCS) sia attraverso l’acquisizione. La sua road map quantistica include l’acquisizione della startup di misurazione modulare Signadyne nel 2016, del produttore di software di controllo qubit Labber nel 2020 e dello specialista di diagnostica degli errori Quantum Benchmark nel 2021.
Risolutori di correzione degli errori quantistici
Sebbene siano ancora in ritardo rispetto ai computer classici per la maggior parte delle misure, i computer quantistici hanno fatto progressi costanti e forse crescenti negli ultimi anni.
Ma molte sfide ci attendono prima che i computer quantistici possano essere integrati nelle operazioni aziendali, secondo Patrick Moorhead, CEO e analista capo, Moor Insights and Strategy, che ha parlato al Keysight World.
“Il più grande ostacolo da superare è la correzione degli errori”, ha affermato Moorhead, osservando che un computer classico può eseguire trilioni di calcoli prima di ottenere un errore, ma tali errori nei sistemi quantistici oggi tendono a verificarsi dopo circa 100-200 calcoli.
Gran parte dell’obiettivo del test quantistico di Keysight in questi giorni è sulla comprensione dell’impatto degli errori e su come le tecniche attuali possono rimuoverli o eluderli. È una parte importante della comprensione del punto in cui il settore si trova sulla strada dell’adozione quantistica.
Da parte sua, Moorhead ha affermato che la sua società di analisi si aspetta un importante passo avanti nella correzione degli errori quest’anno. Anche allora, c’è più lavoro futuro davanti.
“Se la ricerca sulla correzione degli errori sta procedendo al ritmo che crediamo, potrebbero essere necessari dai tre ai cinque anni prima che sia utilizzabile nei sistemi”, ha affermato.
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