Supremazia quantistica: la soluzione informatica in grado di risolvere problemi a velocità quantistica

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  Preveggenza quantistica
• 20 Marzo 2022

Riepilogo approfondimenti

L’informatica quantistica, utilizzando qubit che possono esistere simultaneamente sia come 0 che come 1, apre le porte alla risoluzione di problemi computazionali a velocità ben superiori ai computer classici. Questa tecnologia ha il potenziale per trasformare le industrie consentendo previsioni complesse, decifrando codici crittografici e persino replicando le interazioni biologiche. Il perseguimento della supremazia quantistica ha portato a notevoli progressi, compresi progressi significativi nel campionamento dei bosoni, ma solleva anche sfide come problemi di compatibilità, preoccupazioni di sicurezza e considerazioni geopolitiche.

Contesto della supremazia quantistica

Il linguaggio macchina di un computer quantistico utilizza qubit che esistono simultaneamente sia come 0 che come 1 per esplorare tutti i percorsi possibili, risolvendo potenzialmente alcuni tipi di problemi computazionali molto più velocemente dei computer classici. Il concetto alla base di quest’ultimo approccio è noto come calcolo quantistico. La supremazia quantistica, altrimenti nota come vantaggio quantistico, è un obiettivo del campo dell’informatica quantistica che mira a costruire un computer quantistico programmabile in grado di risolvere problemi che un computer classico non sarebbe in grado di risolvere. Laddove i computer classici utilizzano i bit, i computer quantistici utilizzano i qubit come unità di base delle informazioni.

Con il principio di sovrapposizione due qubit possono esistere contemporaneamente in due posizioni diverse. Gli algoritmi quantistici sfruttano un concetto chiamato entanglement quantistico per correlare perfettamente i qubit, consentendo a un computer quantistico di dimostrare la sua supremazia. Questi computer potrebbero essere in grado di decifrare codici crittografici, replicare interazioni biologiche e chimiche, nonché eseguire funzioni di previsione e budgeting estremamente complesse in un’ampia gamma di applicazioni industriali. 

La supremazia quantistica ha visto notevoli progressi, con una delle ultime scoperte arrivate da Xanadu. Nel giugno 2022, la società canadese di tecnologia quantistica Xanadu ha segnalato un progresso significativo nel campionamento dei bosoni, utilizzando circuiti di fibra ottica e multiplexing per rilevare una media da 125 a 219 fotoni da 216 modalità compresse, sostenendo un aumento di velocità 50 milioni di volte maggiore rispetto agli esperimenti precedenti, compreso quello di Google. Questo risultato sottolinea la natura dinamica e in rapida evoluzione dell’informatica quantistica, con varie organizzazioni che spingono i confini della tecnologia.

Impatto dirompente

Il perseguimento della supremazia quantistica da parte dei giganti e delle nazioni della tecnologia è più di una corsa per vantarsi; è un percorso verso nuove possibilità computazionali. I computer quantistici, con la loro capacità di eseguire calcoli complessi a velocità inimmaginabili con i computer classici, potrebbero portare a progressi significativi in ​​vari campi. Dal miglioramento delle previsioni meteorologiche all’accelerazione della scoperta di farmaci, le potenziali applicazioni sono vaste. 

Tuttavia, lo sviluppo dell’informatica quantistica comporta anche sfide e preoccupazioni. I diversi approcci all’informatica quantistica, come l’uso di chip superconduttori da parte di Google e il prototipo fotonico cinese, indicano che non esiste ancora un metodo standardizzato. Questa mancanza di uniformità può portare a problemi di compatibilità e ostacolare la collaborazione tra diverse entità. Inoltre, il potenziale dei computer quantistici di violare gli attuali metodi di crittografia solleva seri problemi di sicurezza che i governi e le imprese devono affrontare.

Anche l’aspetto geopolitico della supremazia quantistica non può essere trascurato. La competizione tra superpotenze come gli Stati Uniti e la Cina in questo campo riflette una lotta più ampia per il dominio tecnologico. Questa rivalità potrebbe stimolare ulteriori investimenti e ricerca, favorendo la crescita nelle industrie correlate e nell’istruzione. Tuttavia, comporta anche il rischio di creare divari tecnologici tra le nazioni, che potrebbero portare a tensioni e squilibri nell’influenza globale. La cooperazione e le considerazioni etiche nello sviluppo e nell’implementazione della tecnologia quantistica saranno fondamentali per garantire che i suoi benefici siano condivisi in modo ampio e responsabile.

Implicazioni della supremazia quantistica 

Implicazioni più ampie della supremazia quantistica possono includere:

• Futuri modelli di business che utilizzano computer quantistici per fornire soluzioni aziendali. 
• Un'evoluzione della sicurezza informatica che renderà obsoleta la crittografia esistente e costringerà all'adozione di soluzioni di crittografia quantistica più complesse. 
• Ottimizzazione dei processi di scoperta e produzione di farmaci delle aziende farmaceutiche e chimiche. 
• Miglioramento dei processi di ottimizzazione del portafoglio utilizzati dalle società di servizi finanziari. 
• Generare enormi efficienze in tutte le attività che dipendono dalla logistica, ad esempio vendita al dettaglio, consegna, spedizione e altro ancora. 
• La tecnologia quantistica diventa il prossimo punto caldo degli investimenti dopo l’intelligenza artificiale, portando a più startup in questo campo.

Domande da considerare

• I computer quantistici sono stati promessi per quattro decenni, quanto tempo pensi ci vorrà prima che vengano commercializzati?
• Quali altri settori potrebbero vedere impatti significativi dall'applicazione della supremazia quantistica?