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Informatica quantistica, storia e aspettative

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Informatica quantistica, storia e aspettative FASTWEB S.p.A.
Chip quantistico
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Anche se i primi risultati tangibili sono arrivati solo negli ultimi anni, l'informatica quantistica è vicina a spegnere le sue prime 50 candeline. Cosa dobbiamo attenderci per il futuro

Dopo una lunghissima attesa, il momento sembra essere finalmente arrivato. Dopo anni di ricerche, esperimenti e prototipi, con progressi lenti e graduali, negli ultimi tempi il settore dell'informatica quantistica ha subito un'improvvisa accelerata, tanto da apparire sempre più probabile che nel giro di qualche manciata di mesi uno dei tanti centri di ricerca possa svelare al mondo un computer quantico perfettamente funzionante.

Viene da chiedersi, però, come mai ci sia tanto entusiasmo e attesa attorno a questa branca dell'informatica che, apparentemente, non ha molto a che vedere con il grande pubblico. Il perché è presto detto: pur non essendo pensati per essere venduti nelle grandi catene di elettronica di consumo (almeno per il momento), i computer quantici promettono di potenziare in maniera esponenziale le capacità di calcolo – e quindi di elaborazione – degli attuali supercomputer, con applicazioni immediate nei settori più disparati.

I computer quantici, con il loro carico di qubit, potranno così dare nuovo impulso alle ricerche nel campo delle scienze dei materiali, dove sono impiegati nello studio di nuovi materiali costruttivi, permettendo di simularne funzionamento e interazione sino a livello atomico; oppure nel settore dell'intelligenza artificiale, dove potranno potenziare i risultati degli algoritmi grazie alla maggiore capacità di "macinare" numeri e dati. Da non sottovalutare, poi, l'apporto che i computer quantici potranno dare nel settore della sicurezza informatica, dove la maggior potenza di calcolo potrà essere utilizzata per migliorare sia il rilevamento di nuove minacce sia per creare algoritmi di crittografia ancora più potenti degli attuali.

 

Informatica quantistica

 

La storia dell'informatica quantistica

Anche se i primi risultati apprezzabili sono stati ottenuti solo negli ultimi anni, l'informatica quantistica è una disciplina che affonda le sue radici all'inizio degli Anni '70 dello scorso secolo. È grazie al lavoro di Charles Bennett, entrato a far parte della famiglia IBM nel 1972, che si gettano le basi teoriche dei primi computer quantici. Bennett, insieme ad altri ricercatori IBM, ipotizza che alcune operazioni, apparentemente troppo complesse per essere svolte con i "normali" PC, potevano essere compiute sfruttando alcuni principi della fisica quantistica.

Nel 1981 IBM e il Massachusetts Institute of Technology organizzano un primo incontro internazionale sulla teoria comunicativa quantistica, al quale prendono parte non solo esperti di teoria della comunicazione e informatici, ma anche alcuni dei maggiori esperti al mondo di fisica quantistica – uno su tutti, Richard Feynman. Ed è proprio Feynman a dare impulso – e coraggio – ai ricercatori presenti in sala a continuare in quella loro impresa.

 

Rendering di data center con computer quantici

 

Percorso a ostacoli

Impresa tutt'altro che semplice, però. Per loro stessa natura, infatti, i computer quantici sono piuttosto inclini all'errore, costringendo tecnici e ingegneri a intervenire più e più volte per sistemare eventuali malfunzionamenti o per verificare che i risultati ottenuti siano effettivamente corretti. Trattandosi di una disciplina relativamente giovane, infatti, non esiste ancora un modus operandi ben definito e, il più delle volte, gli addetti sono costretti a procedere per tentativi ed errori.

Diverse difficoltà, ad esempio, si hanno anche nel mantenere "attivi" i circuiti di un singolo qubit, incline a perdere le sue caratteristiche quantiche piuttosto facilmente. In questo modo, mantenere perfettamente operativo un computer quantico – sia esso composto da 10, 50 o 100 qubit – è piuttosto complesso e faticoso.

Quale futuro per l'informatica quantistica?

Nonostante qualche piccolo "incidente di percorso", però, il futuro dell'informatica quantistica sembra essere più roseo che mai. Se all'inizio del "percorso" di ricerca e sviluppo dei concetti alla base dei computer quantici troviamo la sola IBM, oggi il gigante dell'informatica statunitense è in ottima compagnia. Google, tramite l'acquisizione della startup D-Wave, ha sviluppato uno dei computer quantistici più potenti in circolazione, mentre Intel continua a sfornare chip quantistici a ritmi impressionanti.

 

Processore quantistico di Google

 

Al fianco dei big della Silicon Valley, inoltre, troviamo una pletora di startup nate sulla scia dei primi risultati concreti mostrati da IBM, Google e Intel. Ed è proprio da loro che potrebbero arrivare le novità più interessanti su che cosa fare con i computer quantici. Mentre i big sembrano essere interessati alle applicazioni dell'informatica quantistica all'intelligenza artificiale, le startup potrebbero provare a seguire strade differente e intraprendere piste meno battute. C'è chi, ad esempio, vorrebbe utilizzare la potenza dei qubit per previsioni nel settore dell'economia e della finanza; altri che studiano la formazione e il comportamento delle molecole; altri ancora impegnati a sfruttare i computer quantici per creare sistemi di intelligenza artificiale ancora più avanzati degli attuali.

Insomma, una sorta di corsa all'oro del nuovo millennio, con un lungo percorso ancora da compiere. Come ammesso da diversi esperti del settore, infatti, sarà necessario attendere ancora diversi anni prima di poter avere tra le mani un computer quantico perfettamente funzionante e, soprattutto, con un utilizzo pratico.

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TAGS: #informatica quantistica #qubit

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