Computer quantistici D-Wave: cosa sono e come funzionano. Utilizzati anche da TIM, prima in Europa

Ieri TIM ha annunciato di essere il primo operatore di telecomunicazioni in Europa a utilizzare sul campo il quantum computing per l’ottimizzazione delle reti mobili 4.5G e 5G.
L’ex monopolista spiega di aver ottimizzato la pianificazione delle celle radiomobili riconducendo il problema nell’ambito di una modellizzazione algoritmica di tipo “QUBO” (Quadratic Unconstrained Binary Optimization).
L’attività è stata eseguita su quantum computer D-Wave, società leader mondiale nella produzione di hardware, software e servizi commerciali in ambito quantum computing.

Gli ingegneri di TIM hanno usato l’algoritmo QUBO per la pianificazione dei parametri di rete 4.5G e 5G ottenendo una maggiore rapidità di esecuzione (con un fattore 10x) rispetto ai metodi tradizionali di ottimizzazione. L’applicazione dell’algoritmo sugli identificativi di cella, grazie ai quali uno smartphone è in grado di distinguere ciascuna cella radio dalle altre, permetterà di assicurare ai clienti TIM una maggiore qualità del servizio VoLTE (Voice over LTE) migliorandone la continuità nella fase di mobilità tra le aree di copertura di celle diverse.

Al posto dei convenzionali bit nei computer quantistici si fa ricorso agli stati fisici di una particella o di un atomo (da qui discende l’aggettivo quantistico) che vengono opportunamente codificati. Mentre il bit immagazzina solo 0 e 1, si possono conservare contemporaneamente quattro stati con 2 qubit (il qubit è l’unità di informazione fondamentale nel caso del quantum computing); 16 stati con 4 qubit; 256 stati con 16 qubit e così via. Grazie all’utilizzo del principio della sovrapposizione degli effetti e all’entanglement, un computer quantistico si dimostra estremamente più potente rispetto a qualunque sistema sino ad oggi realizzato riuscendo ad elaborare molti più calcoli in parallelo.

D-Wave e i suoi computer quantistici accessibili via cloud

Quasi contemporaneamente rispetto alla nota diramata da TIM, l’azienda canadese D-Wave ha presentato Leap 2, la più recente “incarnazione” del suo sistema di calcolo basato sull’utilizzo di computer quantistici accessibile via cloud.

Leap 2 è stato realizzato prendendo in esame i riscontri acquisiti da migliaia di sviluppatori nel corso di 18 mesi di attività. Il nuovo sistema è in grado di risolvere problemi complessi con un numero massimo di 10.000 variabili e utilizza un approccio ibrido, ricorrendo sia ad hardware tradizionale che a quantum computer.

Gli ingegneri di D-Wave hanno spiegato di essere in grado già oggi di realizzare macchine capaci di supportare anche migliaia di qubit senza il problema del rumore.
Perturbazioni ambientali (suono, temperatura, vibrazioni, interferenze elettromagnetiche e così via) possono incidere negativamente sulle elaborazioni ingenerando un fenomeno detto decoerenza. Il rumore tende infatti a destabilizzare lo stato quantistico riducendo il tempo in cui il computer può eseguire un calcolo e produrre in output risultati attendibili.
In D-Wave spiegano di essere riusciti ad abbattere il problema relativo al rumore riuscendo a ottenere quantum computer superpotenti e soprattutto estremamente performanti e affidabili.

“Con Leap abbiamo aperto le porte all’utilizzo dei computer quantistici con accesso live alle elaborazioni. Con Leap 2 stiamo dando a sviluppatori e aziende la chiave per la realizzazione di applicazioni aziendali. Grazie alla nostra offerta ibrida stiamo eliminando molte delle barriere legate alla complessità e alla dimensione del problema“, ha dichiarato Alan Baratz, CEO di D-Wave. “Gli sviluppatori e i vertici aziendali hanno bisogno degli strumenti e del supporto necessari per trasformare le loro idee e le loro innovazioni in applicazioni quantistiche che abbiano un impatto reale sul business“.