Verso il Computer Quantistico del Futuro: La Sfida della DARPA Entro il 2033

Il mondo dell’informatica è sull’orlo di una potenziale rivoluzione, e la DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) sta giocando un ruolo cruciale per accelerarla. Con la sua ambiziosa Quantum Benchmarking Initiative (QBI), l’agenzia statunitense ha lanciato una sfida a circa due dozzine di aziende attive nel campo dell’informatica quantistica. L’obiettivo è dimostrare la fattibilità di computer quantistici utili e a prova di errore entro i prossimi dieci anni.

Lanciato nel luglio 2024, il programma QBI mira a superare lo scetticismo che circonda il settore e ad accelerare lo sviluppo di un computer quantistico realmente pratico. La DARPA si prefigge di stabilire se, entro il 2033, sarà possibile una svolta significativa. Questa svolta dovrebbe portare alla creazione di macchine quantistiche non solo funzionanti, ma capaci di offrire vantaggi reali che superino i costi di costruzione e di funzionamento.

Il programma QBI si articola in tre fasi ben definite:

Fase A (sei mesi): I partecipanti devono presentare concetti tecnicamente validi che dimostrino la loro capacità di sviluppare un computer quantistico scalabile e tollerante ai guasti. Questa fase iniziale è descritta come una “maratona”.

Fase B (tre anni): I partecipanti selezionati dalla Fase A riceveranno finanziamenti per sviluppare prototipi di computer quantistici.

Fase C (tre anni): I prototipi sviluppati nella Fase B saranno sottoposti a test rigorosi per valutare le loro prestazioni e la loro fattibilità.

Nella Fase B, che durerà un anno, la DARPA valuterà attentamente i piani scientifici e tecnici, gli approcci di ricerca e la fattibilità degli obiettivi dichiarati dalle aziende che avranno superato la fase precedente.

Nella Fase C, un team di verifica e convalida indipendente (IV&V) testerà in modo approfondito tutti gli aspetti, dagli algoritmi e componenti fino ai prototipi funzionanti.

È importante sottolineare che il programma non ha natura competitiva. L’intento della DARPA non è quello di eleggere un vincitore, ma di valutare il potenziale di ciascun approccio al calcolo quantistico nel modo più accurato possibile.

I Protagonisti della Sfida: Aziende e Tecnologie in Campo

La selezione delle aziende partecipanti include attori noti del settore come IBM, HPE e Rigetti. Accanto a questi, partecipano anche startup provenienti da Stati Uniti, Canada, Europa e Australia. Queste aziende stanno esplorando diverse tecnologie per la realizzazione dei qubit, l’unità fondamentale dell’informazione quantistica. Tra le tipologie di qubit utilizzate troviamo:

- Superconduttori

- Trappole ioniche (come quelle sviluppate da IonQ in Maryland)

- Sistemi fotonici (come quelli di Xanadu a Toronto)

- Qubit di spin su silicio CMOS (come quelli di Diraq in Australia e California)

- Qubit cat (come quelli di Alice & Bob tra Parigi e Cambridge)

In totale, sono state nominate 15 aziende, con altre tre in fase di accordo sulle condizioni di partecipazione.

Un’Evoluzione Naturale: Il Progetto US2QC Come Precursore

L’iniziativa Quantum Benchmarking Initiative (QBI) rappresenta una naturale evoluzione del progetto pilota US2QC (Underxplored Systems for Utility-Scale Quantum Computing). Microsoft e PsiQuantum sono attualmente nella fase finale di questo programma, i cui obiettivi sono perfettamente allineati con la fase conclusiva di QBI.

Un approccio basato sulla scienza: la verifica indipendente

La DARPA intende basarsi su una tecnologia solida, piuttosto che su semplici proclami. Per questo motivo, sta creando un team di esperti IV&V (Independent Verification and Validation) composto da specialisti di primo piano e utilizzerà siti di prova federali e regionali. L’obiettivo è chiaro: distinguere le tecnologie reali dalle esagerazioni e fornire al governo degli Stati Uniti una comprensione chiara di quali sviluppi commerciali stiano realmente aprendo la strada all’era del computer quantistico pratico e affidabile.

In sintesi: un futuro quantistico più vicino?

L’iniziativa Quantum Benchmarking Initiative della DARPA rappresenta un passo significativo verso la realizzazione di computer quantistici utili. La sfida lanciata alle aziende del settore e l’approccio rigoroso basato sulla verifica indipendente potrebbero segnare una svolta cruciale per il futuro del calcolo. Il 2033 sarà un anno importante per capire se la promessa del calcolo quantistico si trasformerà in realtà.