I computer più potenti al mondo
Elaborazione di calcoli oggi impossibili
Nuove tecniche di programmazione
Computer quantistici: qubit vs bit
Principio di sovrapposizione quantistica
Sistema binario dei bit
Realizzazio di calcoli in parallelo
Ridurre i tempi da anni a minuti
Il principio di entanglement
Entanglement tra qubit
Problemi in vista
Instabilità dei qubit
IBM nell'era dei computer quantistici
L'arrivo di 'Eagle'
Crescita dell'industria quantistica
Ci prova anche Google
La replica di IBM
I computer quantistici sono già realtà
Tecnologia
I computer quantistici: cosa sono e perché cambieranno per sempre la nostra vita
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I computer più potenti al mondo

Qualche anno fa nel 2007 Ignacio Cirac, direttore dell'Istituto Max Planck di Ottica Quantistica in Germania, in un'intervista con il giornale spagnolo 'La Vanguardia', affermava che i computer quantistici avrebbero rappresentato il futuro e che non avrebbero avuto niente a che vedere con i computer a cui siamo abituati, nemmeno con il più potente al mondo.

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Elaborazione di calcoli oggi impossibili

Ciò che i computer quantistici permetterebbero di fare sono calcoli ancora oggi impossibili da ottenere, o almeno quasi impossibili, visto che tutto il settore della più avanzata tecnologia sta cercando di primeggiare, proponendo diversi modelli. Qualcuno ci è andato molto vicino. Scopriamo cosa sono i computer quantistici e perché tutti ne dovrebbero volere uno.

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Nuove tecniche di programmazione

Teresa Versyp, docente di Fisica e autrice di diversi libri sulla fisica quantistica, nel libro 'Sorvolando sul territorio de Quantum', afferma: "Nella programmazione dei computer quantistici si sviluppano nuovi linguaggi, nuovi algoritmi e tecniche di programmazione basate sulla logica quantistica".

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Computer quantistici: qubit vs bit

Ciò che si differisce principalmente da un computer tradizionale e uno quantistico sono il numero di bit che possono utilizzare. Nei computer quantistici infatti, già non si parla di bit, ma di qubit (quantum bit).

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Principio di sovrapposizione quantistica

La caratteristica che rende i qubit molto più speciali rispetto ai tradizionali bit è la cosiddetta sovrapposizione, un prinicpio della fisica quantistica secondo cui una sola particella può trovarsi in differenti stati contemporaneamente.

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Sistema binario dei bit

Quindi, mentre in un computer tradizionale un bit è rappresentato da zero o uno,  ovvero da un sistema binario, per un computer quantistico il qubit può essere zero o uno oppure zero e uno conteporaneamente.

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Realizzazio di calcoli in parallelo

Tutto questo è dovuto al principio prima citato, ovvero alla sovrapposizione di stati quantistici, grazie al quale sarà possibile realizzare calcoli in parallelo e non uno alla volta come succede con i computer a cui siamo abituati.

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Ridurre i tempi da anni a minuti

In questo modo si potranno ottenere dei calcoli in tempo velocissimi, potendo contare anche su una potenza di elaborazione tale da ridurre i tempi da anni a minuti.

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Il principio di entanglement

Altro principio che caratterizza la fisica quantistica e che viene sfruttato nella computazione quantistica è l'entanglement, secondo cui due particelle unite in uno stato di, appunto, entanglement, anche se separate da grandissime distanze, continueranno ad essere "sintonizzate”: questo implica che il cambiamento prodotto in una di esse influenzerà istantaneamente anche l'altra.

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Entanglement tra qubit

Nel caso dei computer quantistici, l'entanglement avviene tra i qubit e permette una fortissima accelerazione nell'elaborazione de calcoli.

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Problemi in vista

Ovviamente non è tutto così semplice come sembra. I problemi per riuscire a ottenere certi risultati, infatti, non sono pochi. Prima di tutto bisogna mantenere alta la qualità dei qubit che, benché siano molto potenti,  sono anche estreamamente delicati.

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Instabilità dei qubit

Infatti bastano delle vibrazioni o dei cambiamenti di temperatura dell'ambiente per far perdere loro le qualità che li contraddistinguono. Le particelle sono così instabili che basta davvero poco per far perdere i dati elaborati o le informazioni.

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IBM nell'era dei computer quantistici

Abbiamo visto cos'è un computer quantistico, vediamo adesso se tra i diversi colossi del mondo tecnologico qualcuno sia già riuscito a ottenerne almeno un prototipo. Al primo posto troviamo IBM, che nel 2001 ha creato un modello a 7 qubit e negli anni successivi ne ha dati alla luce altri due, uno da 16 e l'altro da 17 qubit. Inoltre, nel 2019 aveva annunciato un computer da 20 qubit, mentre nei suoi laboratori è riuscita a realizzare un modello da 56 qubit.

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L'arrivo di 'Eagle'

Ma il modello di punta, se così possiamo definirlo, creato da IBM si chiama 'Eagle', annunciato nel Quantum Summit del 2021: si tratta del primo processore quantistico da 127 qubit. “L’arrivo del processore ‘Eagle’ rappresenta un passo avanti importante verso il giorno in cui i computer quantistici potranno superare i computer classici per applicazioni utili”, ha affermato Darío Gil, Direttore di IBM Research.

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Crescita dell'industria quantistica

“L’informatica quantistica ha il potere di trasformare quasi ogni settore e di aiutarci ad affrontare i più grandi problemi del nostro tempo. Questo è il motivo per cui IBM continua a innovare rapidamente l’hardware quantistico e la progettazione del software, creando modalità di esecuzione che permettano ai carichi di lavoro quantistici e classici di potenziarsi a vicenda e creare un ecosistema globale, imperativo per la crescita di un’industria quantistica”, afferma ancora il direttore di IBM Research.

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Ci prova anche Google

Ma non soltanto IBM, anche Google nel suo Quantum AI Lab ha dato alla vita nel 2018 a Bristlecone, un supercomputer da 72 qubit. Nel 2019 sul Financial Times era stato riportato (ma successivamente rimosso) che Google aveva ottenuto la "supremazia quantistica", realizzando un calcolo in soli 3 minuti; calcoli che l'IBM Summit, il computer (non quantistico) più veloce al mondo, avrebbe ottenuto in 10.000 anni circa.

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La replica di IBM

Da parte sua IBM ha replicato che con una configurazione diversa, 'Summit' avrebbe impiegato circa due giorni per fare lo stesso calcolo.

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I computer quantistici sono già realtà

Oltre a IBM e Google anche Microsoft, Samsung e Amazon, tra gli altri, hanno deciso di sviluppare processori quantistici. Insomma, la computazione quantistica è già realtà, non ci resta che attendere e vedere cosa ci riserverà il futuro. Quantistico, ovviamente.

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