Teletrasporto nei futuri processori quantistici AMD: cosa significa

In un brevetto registrato da AMD e venuto a galla in questi giorni si usa il suggestivo termine teletrasporto con riferimento ai futuri processori quantistici dell’azienda guidata da Lisa Su.

Ma cosa significa? Che c’entra il teletrasporto, solitamente associato a contenuti fantascientifici? E soprattutto, almeno fino ad oggi, non si era praticamente mai parlato dell’impegno di AMD sullo sviluppo dei computer quantistici.

Quando si parla di informatica quantistica ci sono due ostacoli importanti da superare: la scalabilità delle soluzioni presentate e la stabilità dei qubit (quantum bit), l’evoluzione dei bit utilizzati dai computer di tipo tradizionale.

Con i qubit si possono memorizzare ed elaborare una quantità di informazioni di molto superiore rispetto ai bit e la capacità aumenta in modo esponenziale quando si abbina l’utilizzo di più qubit. Tante sono le aziende che stanno progettando e realizzando i loro quantum computer e in un altro articolo abbiamo presentato la differente visione di IBM e Google.

Il problema con i qubit è che i loro stati possono cambiare rapidamente e più qubit sono coinvolti nelle elaborazioni più è probabile che avvengano modifiche di stato indesiderate e imprevedibili. Si calcola che anche nelle migliori condizioni possibili i qubit concorrono a fornire risultati affidabili nel giro di qualche centinaio di microsecondi prima che il loro stato quantistico venga irrimediabilmente destabilizzato.

Nel suo brevetto AMD propone l’uso di aree on-chip che possono mantenere i qubit “intrappolati” mentre attendono di essere elaborati nel momento giusto da parte della pipeline (si pensi alla pipeline di un processore).

L’idea degli ingegneri di AMD è quella di usare un meccanismo chiamato teletrasporto quantistico per ridurre il numero di qubit utilizzati istantaneamente all’interno del sistema. Un approccio del genere equivarrebbe a una sorta di out-of-order execution ovvero alla capacità di molti processori di eseguire le singole istruzioni senza rispettare necessariamente l’ordine imposto dal programmatore: il codice da eseguire viene analizzato e le istruzioni non vincolate da altre istruzioni vengono elaborate in parallelo.

Finora la realizzazione di processori quantistici basati sullo schema out-of-order era ritenuta cosa impossibile mentre AMD afferma di riuscire in ottica futura ad abbinare diverse unità SIMD (single instruction multiple data) che elaborano più flussi di dati in parallelo usando appunto il teletrasporto dei qubit per stabilizzare il sistema e assicurare risultati attendibili.

AMD è ovviamente ancora molto lontana dal lanciare sul mercato i suoi processori quantistici ma gli sforzi che i tecnici dell’azienda stanno compiendo mirano ad affrontare e risolvere una serie di problemi che non esistono nell’informatica classica e ai quali ci si avvicina in modo assolutamente pionieristico.

La società di Sunnyvale si guarda bene dal descrivere, nel testo del brevetto, come avviene il teletrasporto quantistico ma il documento emerso in questi giorni dimostra inequivocabilmente come anche AMD si sta preparando per la promettente sfida del quantum computing.