QuEra Computing, azienda leader nel quantum computing, annuncia i risultati del proprio lavoro nell’ambito dell’anteprima di ricerca del Model Hardware Standard (MHS). Nel corso del progetto, un agente di intelligenza artificiale, Claude di Anthropic, ha svolto una delle attività che richiedono il più elevato livello di competenza specialistica nella gestione di un computer quantistico: mantenere il sistema laser correttamente agganciato alla frequenza di riferimento. L’agente ha scritto e convalidato il proprio software di controllo, che ora consente di ripristinare il sistema in pochi secondi, senza alcun intervento manuale, eliminando un’attività che in precedenza richiedeva la presenza in loco di uno specialista.
I computer quantistici stanno passando dall’essere strumenti di laboratorio a prodotti acquistati e gestiti direttamente dai clienti. Questa transizione dipende non tanto dalla fisica, quanto dallacapacità di una macchina di funzionare in modo affidabile senza che le persone che l’hanno costruita debbano essere costantemente presenti. I sistemi QuEra utilizzano laser mantenuti a frequenze estremamente precise per controllare i qubit atomici. Questi laser sono soggetti a deriva e, quando uno di essi si discosta eccessivamente dalla frequenza prevista, la macchina si arresta finché un tecnico dotato di competenze approfondite e molto specifiche non neripristina l’aggancio. Ogni nuova generazione di macchine impiega più laser della precedente e ogni sistema installato presso un cliente si trova fisicamente più lontano dagli ingegneri che lo conoscono meglio.
Automazione di un sottosistema critico
Da anni QuEra automatizza il ripristino dai disturbi laser più comuni e Aquila, il suo sistema da 256 qubit accessibile tramite Amazon Braket, supera il 99% di disponibilità operativa. I guasti dei laser più complessi sono meno frequenti, ma anche più gravi, e finora hanno resistito ai tentativi di automazione perché il loro ripristino richiede il giudizio di un esperto umano e non hanno una sequenza predefinita di operazioni.
Un team QuEra composto da quattro specialisti ha impiegato circa tre settimane per scrivere manualmente uno script di ripristino, in grado tuttavia di gestire soltanto i guasti che gli autori avevano previsto ed elencato. Il team ha quindi sottoposto lo stesso problema a Claudeattraverso MHS, un nuovo standard che consente agli agenti di IA di controllare in sicurezza apparecchiature fisiche impiegate nella ricerca scientifica e nella produzione avanzata. MHS è nato da una collaborazione tra Anthropic e l’HHMI Janelia Research Campus ed è attualmente disponibile in un’anteprima di ricerca ad accesso limitato, alla quale partecipa anche QuEra.
Grazie a MHS, l’agente ha potuto condurre autonomamente esperimenti su un banco di prova dedicato, proporre una soluzione, verificarla, analizzarne i risultati e perfezionarla. L’agente ha ripetuto il ciclo ininterrottamente, anche durante la notte, coprendo centinaia di scenari di guasto che nessun team di specialisti avrebbe avuto il tempo di esaminare manualmente.
Gli ingegneri hanno definito l’ambito delle attività, verificato ogni passaggio e stabilito i criteri necessari per dimostrare il successo della soluzione. Il software prodotto dall’agente è un programma tradizionale e completamente ispezionabile, non un modello che prende decisioni durante l’esecuzione. Inoltre, la sicurezza è stata integrata fin dalla progettazione: i dispositivi dichiarano limiti operativi, interblocchi e arresti di emergenza direttamente nello standard; gli agenti di IA li ereditano e operano al loro interno per impostazione predefinita.
I risultati dimostrati dal progetto pilota
Perché conta per l’impiego sul campo
Prima di questo progetto pilota, ogni laser comportava un impegno costante di personale altamente specializzato, una risorsa limitata. Il ripristino richiedeva un intervento in loco a qualsiasi ora, con sessioni di regolazione che potevano durare fino a mezz’ora, mentre la messa in servizio di un nuovo punto operativo richiedeva settimane. Considerando il crescente numero di laser utilizzati in ciascun computer e l’aumento delle installazioni sul campo, la necessità di interventi manuali specialistici limita il numero di sistemi che possono essere implementati e adeguatamente supportati, oltre a rappresentare un ostacolo alla diffusione su larga scala del calcolo quantistico fault-tolerant.
«Per anni, la parte più difficile della scalabilità dei computer quantistici non è stata la fisica, ma la necessità che qualcuno si mettesse in viaggio alle due del mattino per ripristinare l’aggancio di un laser. Grazie al Model Hardware Standard abbiamo realizzato una soluzione a questo problema: l’aggancio si ripristina autonomamente in pochi secondi, con una verifica a ogni intervento, rilevando il rumore che può facilmente sfuggire durante una regolazione manuale. Stiamo costruendo computer quantistici capaci di ripristinarsi autonomamente», dichiara Sergio H. Cantu, Vice President of Quantum Systems di QuEra Computing.
A seguito del progetto pilota, il ricorso alla supervisione di esperti si riduce al minimo, fino ad azzerarsi. Per un centro HPC o un laboratorio nazionale che installa un sistema presso la propria sede, ciò significa non dover più disporre stabilmente di uno specialista di laser per sistemi ad atomi neutri, ma solo di un suo impegno estremamente limitato.
Perché QuEra punta sulle partnership
Il laser utilizzato nel progetto pilota è soltanto uno dei numerosi sottosistemi di un computer quantistico che richiedono precisione, sono intrinsecamente delicati e necessitano dell’attenzione di personale altamente qualificato. QuEra ritiene che lo stesso approccio di automazione basato sull’IA possa essere applicato anche ad altri sottosistemi. Il progetto pilota ha inoltre definito le pratiche di sicurezza e i metodi di misurazione grazie ai quali la seconda campagna ha richiesto una sola notte, rispetto alle settimane necessarie per la prima.
«Siamo tra le migliori aziende al mondo nello sviluppo e nella gestione di computer quantistici e, anche per noi, mantenere queste macchine al massimo delle prestazioni comporta costi elevati», afferma Takuya Kitagawa, President di QuEra. «I clienti si aspettano che l’intero computer, e quindi ogni suo sottosistema, rimanga stabile e operativo senza la presenza di uno specialista. È per questo che i risultati ottenuti nell’anteprima di ricerca di MHS e i modelli di IA di frontiera di Anthropic sono così significativi. Stiamo rendendo molto più semplice ed economico mantenere i nostri computer nelle migliori condizioni operative.»
QuEra collabora strettamente con un numero ristretto di aziende, selezionate per le loro capacità strategiche: Amazon Web Services per l’erogazione cloud di Libra su Amazon Braketnel 2028, HPE per l’integrazione HPC presso le sedi dei clienti e NVIDIA per il calcolo accelerato. La partecipazione di QuEra all’anteprima di ricerca del Model Hardware Standard, con l’impiego di agenti di IA per il controllo dell’hardware di calcolo quantistico, rappresenta uno dei primi esempi di partnership nel campo dell’intelligenza artificiale.
