IBM e Università di Chicago dimostrano un vantaggio quantistico verificabile

Il risultato, se confermato dalla revisione tra pari e da verifiche indipendenti, potrebbe rappresentare un passaggio importante: dal semplice “un computer quantistico può fare qualcosa di irraggiungibile per i computer classici?” alla domanda più concreta “possiamo fidarci del risultato?”.

Che cosa significa “vantaggio quantistico verificabile”

Per vantaggio quantistico si intende la capacità di un computer quantistico di risolvere un problema in tempi praticabili, mentre i metodi classici disponibili richiederebbero risorse o tempi non realistici.

La difficoltà è che i qubit sono sistemi probabilistici e molto sensibili agli errori. In un computer classico, il risultato di un calcolo può generalmente essere ricontrollato eseguendo nuovamente le operazioni o applicando un metodo indipendente. Per circuiti quantistici complessi, invece, la verifica classica può essere quasi altrettanto onerosa del calcolo originale.

IBM e Università di Chicago hanno cercato di affrontare il problema progettando un circuito che fosse contemporaneamente difficile da simulare per un computer classico e sufficientemente strutturato da permettere il rilevamento degli errori .

I numeri dell’esperimento

La dimostrazione ha raggiunto diversi traguardi tecnici:

• 70 qubit logici, ottenuti tramite una nuova tecnica di correzione degli errori; si tratta di una delle dimostrazioni più estese di calcolo quantistico logico tollerante ai guasti riportate finora .
• 2.415 operazioni logiche a due qubit e 468 gate T, indicatori della complessità del circuito .
• Un tempo di esecuzione di circa 15 minuti per un problema che, secondo il gruppo, richiederebbe tempi impraticabili con i principali metodi di simulazione classica .
• Un tasso di errore logico ridotto a circa un decimo di quello fisico osservato nei qubit sottostanti .

Il compito era un problema di campionamento costruito per essere difficile da simulare classicamente, ma ancora verificabile grazie alla struttura del circuito.

Il codice spaziotemporale: come è stata effettuata la verifica

Il fulcro del metodo è una tecnica chiamata codice spaziotemporale (spacetime code), alternativa strutturata al random circuit sampling, l’approccio utilizzato in precedenti dimostrazioni di vantaggio quantistico .

Il circuito è stato costruito principalmente con gate Clifford, una famiglia di operazioni relativamente efficiente da simulare classicamente e utile per il rilevamento degli errori. I ricercatori hanno poi inserito con attenzione i gate T, operazioni non-Clifford essenziali per rendere universale il calcolo quantistico, collocandoli in posizioni che preservassero le proprietà di rilevamento del circuito .

In questo modo, il sistema poteva individuare gli errori durante l’esecuzione, senza dover attendere una verifica classica completa alla fine del calcolo .

Il gruppo ha stimato una fedeltà minima pari a 0,284, con un 95% di confidenza statistica. Secondo la descrizione del risultato, è la prima volta che un esperimento di vantaggio quantistico presenta un limite matematico sulla correttezza del risultato con questo tipo di garanzia statistica .

La verifica ha però avuto un costo elevato. Per raccogliere dati sufficienti, il numero complessivo di esecuzioni è aumentato di 860 volte rispetto a un esperimento standard, mentre solo circa il 28% delle esecuzioni ha superato il filtro di rilevamento degli errori . Questo sovraccarico è uno dei principali ostacoli da superare prima di applicare il metodo a problemi pratici su scala più ampia.

Tre preprint e un’unica strategia di IBM

L’annuncio del 30 luglio ha riunito tre lavori preliminari pubblicati su arXiv tra il 27 e il 28 luglio. Ciascuno proponeva un modo diverso per aumentare la fiducia nei calcoli quantistici troppo complessi da verificare con metodi classici .

• IBM e Università di Chicago hanno presentato il risultato principale sui circuiti logici con correzione degli errori.
• IBM e Qedma Quantum Computing hanno utilizzato il software di mitigazione degli errori QESEM per osservare dinamiche di lunga durata su sistemi fino a 74 qubit, confrontando i dati con simulazioni classiche e controlli su altro hardware .
• IBM e Algorithmiq hanno studiato la simulazione di un materiale quantistico eterogeneo, un problema inserito nel Quantum Advantage Tracker da otto mesi .

Ricercatori esterni hanno osservato che i lavori con Qedma e Algorithmiq non dichiaravano esplicitamente di aver dimostrato un vantaggio quantistico, ma sostenevano piuttosto di aver mostrato la difficoltà della simulazione classica . Inoltre, tutti e tre i lavori sono ancora preprint e non hanno completato la revisione tra pari .

Le cautele: un risultato importante, ma non definitivo

La prudenza resta necessaria. Il critico di lunga data del calcolo quantistico Gil Kalai ha sostenuto che il rumore potrebbe ancora compromettere l’interpretazione dei risultati . Anche l’aumento di 860 volte delle esecuzioni necessarie per la verifica evidenzia un limite ingegneristico concreto .

C’è poi un’altra considerazione: il problema è stato progettato appositamente per essere difficile da simulare classicamente ma verificabile attraverso la struttura del circuito. Questo non equivale ancora a dimostrare un vantaggio in un’applicazione commerciale quotidiana.

IBM ha reso pubblici circuiti e risultati attraverso il proprio Quantum Advantage Tracker, invitando la comunità scientifica a esaminare i dati e a tentare di confutare le conclusioni .

Le previsioni economiche di Arvind Krishna

Nello stesso giorno dell’annuncio tecnico, il CEO di IBM Arvind Krishna ha discusso le prospettive commerciali del calcolo quantistico durante il programma CNBC Mad Money.

Krishna ha dichiarato che la tecnologia potrebbe avere un impatto “misurabile” sui ricavi e sugli utili di IBM già nel 2028 o nel 2029 . Ha inoltre affermato che IBM è “abbastanza convinta” che il calcolo quantistico possa generare 1.000 miliardi di dollari di valore entro la fine degli anni Trenta .

Le previsioni si inseriscono in un piano di investimenti molto ampio. Nel giugno 2026 IBM ha annunciato l’intenzione di destinare oltre 10 miliardi di dollari nei prossimi cinque anni al calcolo quantistico, includendo ricerca e sviluppo, produzione hardware, correzione degli errori, software e partnership nell’ecosistema .

L’azienda afferma inoltre di essere sulla traiettoria per consegnare entro il 2029 un computer quantistico tollerante ai guasti e di grandi dimensioni . Una futura fonderia autonoma per chip quantistici dovrebbe ricevere anche il sostegno di un impegno da 1 miliardo di dollari da parte del Dipartimento del Commercio degli Stati Uniti .

Che cosa cambia davvero

La dimostrazione IBM-Università di Chicago non significa che i computer quantistici siano già pronti a sostituire i supercomputer o a risolvere problemi industriali generici. Significa però che il settore sta tentando di risolvere il suo problema più delicato: ottenere un calcolo che sia non solo difficile da replicare classicamente, ma anche verificabile.

Se il lavoro supererà la revisione tra pari e i test indipendenti, potrebbe diventare una delle prove più solide finora a sostegno dell’idea che l’hardware quantistico abbia oltrepassato una soglia di utilità significativa. Per ora, il risultato è promettente ma accompagnato da costi elevati, da un circuito progettato ad hoc e da preprint ancora non verificati formalmente. La direzione, tuttavia, appare chiara: il calcolo quantistico sta cercando di passare dalla dimostrazione di principio a computazioni più affidabili e controllabili.