Un nuovo parametro per confrontare i computer quantistici: cosa indica il QUOPS?
Testato sui sistemi di Google, IBM e Quantinuum, il QUOPS ha dimostrato che la velocità e la capacità di risoluzione dei problemi non sono la stessa cosa nei computer quantistici.
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Confrontare i computer quantistici basandosi esclusivamente sul numero di qubit o sulla velocità di elaborazione può spesso risultare fuorviante a causa delle diverse architetture. I ricercatori guidati dal Dr. Timothy Proctor dei Sandia National Laboratories hanno sviluppato un nuovo sistema di benchmark chiamato QUOPS per offrire un quadro di misurazione comune a questo problema.
Il QUOPS, acronimo di “Quantum Universal Operations Performance System” (Sistema di prestazioni delle operazioni universali quantistiche), mira a valutare contemporaneamente sia la dimensione del problema che un computer quantistico è in grado di gestire, sia la velocità con cui può farlo. L'obiettivo è quello di consentire un confronto più chiaro tra sistemi che utilizzano diversi tipi di qubit, strutture di connessione e metodi di elaborazione.
Nello studio, non ancora sottoposto a revisione paritaria, il QUOPS è stato testato sui sistemi quantistici avanzati di Google, IBM e Quantinuum. Il quadro emerso ha dimostrato che il sistema più veloce non significa necessariamente quello in grado di risolvere problemi quantistici più complessi in ogni situazione.
VELOCITÀ E CAPACITÀ NON PROCEDONO DI PARI PASSO
Il sistema Willow di Google ha raggiunto una velocità di 2,0 × 10^7 QUOPS al secondo, ottenendo un punteggio di 216 QUOPS. IBM Boston, invece, è stato misurato con una velocità di 3,1 × 10^5 QUOPS/s e un valore di 204 QUOPS.
Per quanto riguarda Quantinuum, hanno colpito le maggiori capacità di risoluzione dei problemi nonostante le velocità inferiori. Il modello H2-1 ha raggiunto un punteggio di 1320 QUOPS con una velocità di 353 QUOPS/s, mentre il modello Helios-1 ha raggiunto un valore di 1504 QUOPS con una velocità di 303 QUOPS/s. Questi risultati rivelano che le prestazioni quantistiche non possono essere spiegate con un unico indicatore di velocità.
Secondo i ricercatori, il QUOPS può essere utilizzato non solo per classificare i dispositivi esistenti, ma anche per monitorare quanto i computer quantistici si stiano avvicinando alla risoluzione di problemi del mondo reale. Compiti considerati difficili da raggiungere con i computer classici, come la decrittazione della crittografia RSA-2048 o la risoluzione del meccanismo di reazione dell'enzima FeMo-co, richiedono una capacità ben superiore a quella dei sistemi attuali.
Lo studio indica che per tali obiettivi la capacità dei computer quantistici dovrebbe aumentare di circa cinque volte e le prestazioni dovrebbero raggiungere il livello di centinaia di milioni di QUOPS. Per questo motivo, la vera importanza del nuovo parametro risiede nel monitorare diverse architetture quantistiche sullo stesso piano, mostrando più chiaramente quanto la tecnologia si stia avvicinando alla soglia dell'utilizzo pratico.