Il mistero di Google e del computer quantistico

In Google potrebbero aver costruito un computer quantistico con prestazioni da fantascienza. Che cosa c’è di vero e cosa sappiamo oggi.

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A destra: prototipi di processori quantistici. A sinistra: l'apparato di ricottura quantistica realizzato alla NASA in collaborazione con Google. Lo sapete che cos'è la ricottura quantistica, vero?|NASA

Gli scienziati di Google potrebbero aver realizzato il computer del futuro, una macchina capace di risolvere in 3 minuti calcoli che agli attuali supercomputer più potenti della Terra richiederebbero 10.000 anni. Il mostro in questione sarebbe equipaggiato con un processore quantistico messo a punto da un team di ricercatori guidati da John Martins.

 

Il condizionale è d'obbligo. La notizia è stata resa nota qualche giorno fa in un documento pubblicato sul sito della NASA e subito rimosso. Riportata inizialmente dal Financial Times, è dalle pagine del prestigioso giornale britannico (oggi di proprietà di Nikkei Inc.) che si apprende di "un processore quantistico in grado di svolgere in 3 minuti e 20 secondi un insieme di calcoli che avrebbe richiesto circa 10.000 anni al supercomputer più potente del mondo", con riferimento a SUMMIT, il supercomputer della NASA considerato l'Usain Bolt dei calcolatori, e del "primo test che solo un computer quantistico avrebbe potuto affrontare con successo". La notizia è stata poi ripresa dai siti di mezzo mondo, ma pare che nessuno sia ancora riuscito ad avere conferme da parte di Big G.

Bit e qubit. I computer quantistici sono macchine che, per fare quello che pensiamo debbano fare, al posto dei bit (l'unità di informazione binaria che può assumere il valore 0 oppure 1) utilizzano i quantum bit (qubit), cioè unità di informazione quantistica. Grazie al fenomeno della sovrapposizione, un oggetto quantistico può assumere nello stesso istante due diversi stati: i qubit, insomma, possono essere contemporaneamente 0 e 1. Grazie a questa proprietà (mistica!) e ad altri fenomeni fisici, i computer quantistici possono svolgere un'enorme quantità di operazioni in parallelo, raggiungendo velocità di elaborazione impensabili per un computer tradizionale.

come funziona nessun lo sa...
non siamo per davvero in grado di capire se un computer quantistico fa quello che pensiamo debba fare a livello quantistico; per questo è particolarmente importante l'affermazione "primo test che solo un computer quantistico avrebbe potuto affrontare con successo"

A che cosa potrebbe servire un computer quantistico? Per esempio a dotare di "superpoteri" un sistema di intelligenza artificiale, permettendogli di analizzare una quantità di dati enormemente più grande in tempi molto più brevi, (per esempio) per aiutare i ricercatori a mettere a punto nuovi farmaci o nuovi materiali grazie a simulazioni e scenari oggi impensabili.

Chiariamo però subito un punto: davvero quantistici o meno, i computer quantistici sono molto lontani dall'essere pronti per il mercato. Non è chiaro su che cosa abbiano lavorato gli scienziati di Google, ma secondo alcuni esperti interpellati dal MIT Technology Review, l'esperimento potrebbe essere stato progettato "su misura" per un processore a qubit. Non è quindi affatto certo che le stesse prestazioni possano essere replicate in altri contesti e, dal punto di vista operativo, lo scenario più probabile è quello che vede un futuro dove le macchine quantistiche lavorino insieme a quelle tradizionali.

 

Perché i sistemi quantistici sono anche molto delicati: la più piccola vibrazione, il minimo cambio di temperatura, sono sufficienti per alterare l'equilibrio quantistico, mandando a rotoli le operazioni in corso. I ricercatori che lavorano a questa tecnologia devono pensare alla risoluzione anche di questi problemi, per arrivare a macchine affidabili almeno quanto i computer tradizionali - ma tutto ciò non sembra essere dietro l'angolo.

 

26 Settembre 2019 | Rebecca Mantovani