La storia del calcolo quantistico è strettamente legata allo sviluppo della meccanica quantistica, una teoria fondamentale della fisica che descrive il comportamento della materia su scala atomica e subatomica. È utile vedere un panorama storico che colleghi le tappe principali della teoria e delle realizzazioni pratiche, con particolare attenzione alla velocità di elaborazione delle informazioni. La meccanica quantistica, sviluppata tra il 1900 e gli anni ’30 da fisici come Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr e Werner Heisenberg, ha fornito le basi teoriche per il calcolo quantistico. Tuttavia, fu solo negli anni ’70 che l’idea di usare i fenomeni quantistici per calcoli computazionali iniziò a emergere. Ora il Computer quantistico, che poteva essere considerato fantascienza o un progetto lontano dalla sua realizzazione, sembra essere diventato una certezza. Si hanno due momenti fondamentali nel percorso intrapreso da BigG nel campo del calcolo computazionale basato sulla capacità di memorizzare e manipolare le informazioni non solo in codice binario (come fa un computer convenzionale) ma sotto forma di “sovrapposizioni” di 1 e 0. Il primo risale al 2019, quando nel laboratorio Quantum AI sulle colline di Santa Barbara, i ricercatori di Google riuscirono a eseguire in soli 200 secondi un’operazione che al supercomputer più veloce del mondo in quel momento avrebbe richiesto 10mila anni. Il secondo è molto più recente e risale a poche settimane fa, quando la società ha svelato (con un cortometraggio) il nuovo progetto che scienziati e ingegneri stanno portando avanti nello stesso laboratorio.
La tecnologia quantistica sembra aprire le porte alla possibilità di elaborare calcoli ad una velocità maggiore rispetto ad un computer tradizionale; infatti, in tutto il mondo vengono investiti finanziamenti pubblici, erogati dai governi per lo sviluppo tecnologico che danno linfa al progetto. Ora in crescita su scala globale, nel 2023 di oltre il 50% rispetto all’anno precedente e arrivati a costituire un terzo (parliamo di circa 42 miliardi di dollari) dei fondi destinati alla tecnologia quantistica. Se Cina, che già nel 2023 ha rivendicato un importante progresso nel calcolo quantistico, e Stati Uniti sono da considerarsi le locomotive a livello mondiale, fra i Paesi che hanno aumentato in modo significativo i loro livelli di spesa vi è il Regno unito: il budget stanziato per la National Quantum Strategy prevede infatti qualcosa come 3,1 miliardi di dollari di fondi pubblici in dieci anni per lo sviluppo di queste tecnologie.
La rivoluzione dell’informatica si concretizza in modo compiuto, con l’introduzione di questa nuova tecnologia si cerca di elaborare a ritmo di qubit una quantità di informazioni maggiore rispetto alla tradizionale elaborazione di date. “Technology Trends Outlook 2024”, ha confermato in tal senso come negli ultimi dodici mesi si siano compiuti importanti passi avanti, a cominciare dai quattro qubit logici con un tasso di errore inferiore allo 0,01% frutto della collaborazione fra Microsoft e Quantinuum per proseguire con i risultati ottenuti dai gruppi di ricerca di Ibm, Google e altre grandi aziende tech per alzare il livello di affidabilità (e quindi della sicurezza delle informazioni elaborate) dei sistemi quantistici. (fonte: Il Sole 24 ore, giovedi 3 ottobre 2024 – N.273)
Le più grandi aziende tecnologiche e istituti di ricerca nel mondo stanno investendo pesantemente nello sviluppo di hardware quantistico più stabile e algoritmi più efficienti.
L’obiettivo finale è raggiungere un computer quantistico tollerante agli errori, capace di eseguire compiti complessi su larga scala senza i problemi legati alla velocità e agli errori. Quando questa tecnologia sarà completamente sviluppata, il calcolo quantistico sarà in grado di risolvere problemi complessi in chimica, ottimizzazione, crittografia, intelligenza artificiale e altri campi a velocità inimmaginabili per i computer classici. L’ultima ondata di investimenti e l’accelerazione del processo di innovazione in questo campo, si legge infatti nello studio, hanno dato ulteriore impulso a un fenomeno che ha trovato terreno fertile soprattutto nei settori della chimica, delle scienze della vita, della finanza e che potrebbe andare a generare un business da complessivi due trilioni di dollari entro il 2035.
Jean Carlos Pezzoli
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