{"id":34768,"date":"2022-06-06T17:45:00","date_gmt":"2022-06-06T15:45:00","guid":{"rendered":"https:\/\/festivaldelfuturo.eu\/?p=34768"},"modified":"2022-06-07T09:54:39","modified_gmt":"2022-06-07T07:54:39","slug":"computer-quantistici-ci-vorra-piu-tempo-del-previsto","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/festivaldelfuturo.eu\/en\/2022\/06\/06\/computer-quantistici-ci-vorra-piu-tempo-del-previsto\/","title":{"rendered":"Quantum Computers: It will take longer than expected"},"content":{"rendered":"[et_pb_section admin_label=”section”]\n\t\t\t[et_pb_row admin_label=”row”]\n\t\t\t\t[et_pb_column type=”4_4″][et_pb_text admin_label=”Text”]\n
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Per molti, certo la maggioranza, i computer quantistici restano un mistero. Il che non sorprende perch\u00e9 \u00e8 la stessa fisica quantistica a risultare poco digeribile ai pi\u00f9. Lo stesso Einstein la considerava di una complessit\u00e0 teorica quasi indecifrabile. Ma i computer quantistici sono comunque gi\u00e0 una realt\u00e0 concreta, anche se per poterli utilizzare efficacemente ci vorr\u00e0 un po\u2019 pi\u00f9 di tempo di quanto non ci si aspettasse.<\/h3>\n\n\n\n

Ma a cosa serviranno questi super computer, capaci di eclissare i calcolatori attuali e sostanzialmente mandarli in soffitta? Alcuni usi sono rendere molto pi\u00f9 veloce la scoperta<\/strong> di<\/strong> nuovi<\/strong> farmaci<\/strong>, rendere le previsioni<\/strong> meteorologiche<\/strong> sempre pi\u00f9 precise e localizzate, potenziare a livelli finora sconosciuti l\u2019intelligenza<\/strong> artificiale<\/strong> e altro ancora. <\/p>\n\n\n\n

Sono queste alcune delle potenzialit\u00e0 attribuite a questi rivoluzionari calcolatori, non pi\u00f9 basati sui bit, ma sui qubit (quantum bit). Queste unit\u00e0 digitali sfruttano due note propriet\u00e0 della meccanica quantistica \u2013 la sovrapposizione<\/a> e l’entanglement<\/a> \u2013 per aumentare esponenzialmente la velocit\u00e0 di calcolo e risolvere problemi che anche per i pi\u00f9 potenti supercomputer del mondo sarebbero impossibili (o richiederebbero un tempo irragionevolmente lungo).<\/p>\n\n\n\n

La pi\u00f9 nota applicazione potenziale dei computer quantistici – dimostrata teoricamente da Peter Shor nel 1994 – \u00e8 la capacit\u00e0 di decifrare anche gli algoritmi crittografati utilizzati, per esempio, nel settore dei bitcoin, delle transazioni finanziarie su internet e delle firme digitali. Potenzialit\u00e0 che ha naturalmente attirato molta attenzione. Per\u00f2 c\u2019\u00e8 un problema: nessuno ancora oggi \u00e8 in grado di produrre concretamente un computer quantistico in grado di fare cose del genere e non c\u2019\u00e8 modo di sapere quando sar\u00e0 possibile.<\/p>\n\n\n\n

Cosa dire, allora, dell\u2019era della\u00a0supremazia quantistica, annunciata da Google nel 2019 quando il suo computer Sycamore era effettivamente riuscito a risolvere in pochi minuti un calcolo che per un tradizionale computer avrebbe richiesto centinaia di anni? Si trattava, in realt\u00e0, di una dimostrazione priva di applicazioni pratiche e progettata dai ricercatori al solo scopo di mostrare le potenzialit\u00e0 del dispositivo e che serviva a dimostrare che questi computer possono effettivamente fare cose impossibili per quelli tradizionali sfruttando esperimenti progettati esattamente a questo scopo.<\/p>\n\n\n\n

Di recente, il docente di Fisica quantistica Sankar Das Sarma ha scritto sulla Technology Review<\/em> del MIT: \u201cI computer quantistici pi\u00f9 avanzati oggi hanno qualche dozzina di qubit fisici che causano decoerenza<\/strong> (o rumore). Costruire un computer quantistico in grado di decifrare codici RSA da tali componenti richiederebbe molti milioni se non miliardi di qubit. Solo decine di migliaia di questi verrebbero utilizzati per il calcolo, i cosiddetti qubit logici; il resto sarebbe necessario per correggere gli errori, compensando la decoerenza\u201d.<\/p>\n\n\n\n

La decoerenza<\/a>, ha spiegato Signorelli in un recente articolo su La Repubblica<\/em>,<\/strong> \u00e8 il fenomeno che provoca, a causa dell\u2019interazione tra i qubit e l\u2019ambiente che li circonda, il decadimento degli stati quantistici prima che il lavoro dei qubit venga portato a termine. Questo stato \u00e8 infatti estremamente delicato: le pi\u00f9 piccole vibrazioni (anche una collisione tra particelle d\u2019aria) o dei minimi cambiamenti nella temperatura possono far uscire i qubit anticipatamente dalla sovrapposizione in cui si trovano, fornendo risultati completamente casuali. \u00c8 per questo che, per esempio, il Q System One di IBM<\/strong> \u00e8 protetto da una teca di vetro a chiusura ermetica munita di un sistema di raffreddamento prossimo allo zero assoluto.<\/p>\n\n\n\n

Occorre dunque ricordare che i pi\u00f9 avanzati computer quantistici di oggi hanno qualche decina di qubit fisici<\/strong>, mentre per ottenere i risultati promessi ne servirebbero milioni o miliardi. E la strada per arrivare fin l\u00ec \u00e8 dunque ancora piuttosto lunga e l\u2019avvento di veri e propri computer quantistici potrebbe essere molto pi\u00f9 distante di quanto solitamente non si dica.<\/p>\n\n\n\n

Il raggiungimento della supremazia quantistica ci ha comunque proiettati in una nuova era, definita dagli scienziati NISQ<\/strong> (noisy intermediate-scale quantum<\/em>), intendendo la possibilit\u00e0 di sviluppare computer quantistici di taglia intermedia \u2013 cio\u00e8 con un numero ancora limitato di qubit \u2013 pur sapendo che il rumore di fondo ci permetter\u00e0 di avere soltanto un controllo parziale sui risultati che si possono ottenere. Non ancora dei computer quantistici perfetti, quindi, ma comunque utili, anche se lo stesso Das Sarma nutre qualche dubbio: \u201cL\u2019idea \u00e8 che delle piccole raccolte di qubit fisici rumorosi potrebbe comunque fare qualcosa di utile e meglio di quanto non possa fare un classico computer, ma non siamo sicuri di molte cose: quanto rumorosi? Quanti qubit? \u00c8 davvero un computer? Quali problemi degni di nota potrebbe risolvere questa macchina Nisq?\u201d.<\/p>\n\n\n\n

Gli esperimenti finora condotti tramite Nisq non avrebbero mostrato sostanziali vantaggi rispetto ai computer tradizionali o comunque – eccezion fatta per ambiti di ricerca molto specifici – non hanno alcun potenziale di commercializzazione. Ci sono state proposte relativo all\u2019uso di computer quantistici su piccola scala per la progettazione di farmaci o per aiutare nel campo della finanza, ma nessun paper tecnico ha finora offerto dimostrazioni convincenti che dei computer quantistici, incluse le macchine NISQ, possano portare ottimizzazioni significative.<\/p>\n\n\n\n

Per quanto si parli spesso dei computer quantistici come se fossero in procinto di rivoluzionare il mondo, dunque, la realt\u00e0 \u00e8 ben diversa. Potremmo essere ancora all\u2019inizio della strada e a decenni di distanza dal realizzare quelli che, a quanto pare, sono ancora sogni.<\/p>\n[\/et_pb_text][\/et_pb_column]\n\t\t\t[\/et_pb_row]\n\t\t[\/et_pb_section]","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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Per molti, certo la maggioranza, i computer quantistici restano un mistero. Il che non sorprende perch\u00e9 \u00e8 la stessa fisica quantistica a risultare poco digeribile ai pi\u00f9. Lo stesso Einstein la considerava di una complessit\u00e0 teorica quasi indecifrabile. Ma i computer quantistici sono comunque gi\u00e0 una realt\u00e0 concreta, anche se per poterli utilizzare efficacemente ci vorr\u00e0 un po\u2019 pi\u00f9 di tempo di quanto non ci si aspettasse.<\/h3>\n\n\n\n

Ma a cosa serviranno questi super computer, capaci di eclissare i calcolatori attuali e sostanzialmente mandarli in soffitta? Alcuni usi sono rendere molto pi\u00f9 veloce la scoperta<\/strong> di<\/strong> nuovi<\/strong> farmaci<\/strong>, rendere le previsioni<\/strong> meteorologiche<\/strong> sempre pi\u00f9 precise e localizzate, potenziare a livelli finora sconosciuti l\u2019intelligenza<\/strong> artificiale<\/strong> e altro ancora. <\/p>\n\n\n\n

Sono queste alcune delle potenzialit\u00e0 attribuite a questi rivoluzionari calcolatori, non pi\u00f9 basati sui bit, ma sui qubit (quantum bit). Queste unit\u00e0 digitali sfruttano due note propriet\u00e0 della meccanica quantistica \u2013 la sovrapposizione<\/a> e l'entanglement<\/a> \u2013 per aumentare esponenzialmente la velocit\u00e0 di calcolo e risolvere problemi che anche per i pi\u00f9 potenti supercomputer del mondo sarebbero impossibili (o richiederebbero un tempo irragionevolmente lungo).<\/p>\n\n\n\n

La pi\u00f9 nota applicazione potenziale dei computer quantistici - dimostrata teoricamente da Peter Shor nel 1994 - \u00e8 la capacit\u00e0 di decifrare anche gli algoritmi crittografati utilizzati, per esempio, nel settore dei bitcoin, delle transazioni finanziarie su internet e delle firme digitali. Potenzialit\u00e0 che ha naturalmente attirato molta attenzione. Per\u00f2 c\u2019\u00e8 un problema: nessuno ancora oggi \u00e8 in grado di produrre concretamente un computer quantistico in grado di fare cose del genere e non c\u2019\u00e8 modo di sapere quando sar\u00e0 possibile.<\/p>\n\n\n\n

Cosa dire, allora, dell\u2019era della\u00a0supremazia quantistica, annunciata da Google nel 2019 quando il suo computer Sycamore era effettivamente riuscito a risolvere in pochi minuti un calcolo che per un tradizionale computer avrebbe richiesto centinaia di anni? Si trattava, in realt\u00e0, di una dimostrazione priva di applicazioni pratiche e progettata dai ricercatori al solo scopo di mostrare le potenzialit\u00e0 del dispositivo e che serviva a dimostrare che questi computer possono effettivamente fare cose impossibili per quelli tradizionali sfruttando esperimenti progettati esattamente a questo scopo.<\/p>\n\n\n\n

Di recente, il docente di Fisica quantistica Sankar Das Sarma ha scritto sulla Technology Review<\/em> del MIT: \u201cI computer quantistici pi\u00f9 avanzati oggi hanno qualche dozzina di qubit fisici che causano decoerenza<\/strong> (o rumore). Costruire un computer quantistico in grado di decifrare codici RSA da tali componenti richiederebbe molti milioni se non miliardi di qubit. Solo decine di migliaia di questi verrebbero utilizzati per il calcolo, i cosiddetti qubit logici; il resto sarebbe necessario per correggere gli errori, compensando la decoerenza\u201d.<\/p>\n\n\n\n

La decoerenza<\/a>, ha spiegato Signorelli in un recente articolo su La Repubblica<\/em>,<\/strong> \u00e8 il fenomeno che provoca, a causa dell\u2019interazione tra i qubit e l\u2019ambiente che li circonda, il decadimento degli stati quantistici prima che il lavoro dei qubit venga portato a termine. Questo stato \u00e8 infatti estremamente delicato: le pi\u00f9 piccole vibrazioni (anche una collisione tra particelle d\u2019aria) o dei minimi cambiamenti nella temperatura possono far uscire i qubit anticipatamente dalla sovrapposizione in cui si trovano, fornendo risultati completamente casuali. \u00c8 per questo che, per esempio, il Q System One di IBM<\/strong> \u00e8 protetto da una teca di vetro a chiusura ermetica munita di un sistema di raffreddamento prossimo allo zero assoluto.<\/p>\n\n\n\n

Occorre dunque ricordare che i pi\u00f9 avanzati computer quantistici di oggi hanno qualche decina di qubit fisici<\/strong>, mentre per ottenere i risultati promessi ne servirebbero milioni o miliardi. E la strada per arrivare fin l\u00ec \u00e8 dunque ancora piuttosto lunga e l\u2019avvento di veri e propri computer quantistici potrebbe essere molto pi\u00f9 distante di quanto solitamente non si dica.<\/p>\n\n\n\n

Il raggiungimento della supremazia quantistica ci ha comunque proiettati in una nuova era, definita dagli scienziati NISQ<\/strong> (noisy intermediate-scale quantum<\/em>), intendendo la possibilit\u00e0 di sviluppare computer quantistici di taglia intermedia \u2013 cio\u00e8 con un numero ancora limitato di qubit \u2013 pur sapendo che il rumore di fondo ci permetter\u00e0 di avere soltanto un controllo parziale sui risultati che si possono ottenere. Non ancora dei computer quantistici perfetti, quindi, ma comunque utili, anche se lo stesso Das Sarma nutre qualche dubbio: \u201cL\u2019idea \u00e8 che delle piccole raccolte di qubit fisici rumorosi potrebbe comunque fare qualcosa di utile e meglio di quanto non possa fare un classico computer, ma non siamo sicuri di molte cose: quanto rumorosi? Quanti qubit? \u00c8 davvero un computer? Quali problemi degni di nota potrebbe risolvere questa macchina Nisq?\u201d.<\/p>\n\n\n\n

Gli esperimenti finora condotti tramite Nisq non avrebbero mostrato sostanziali vantaggi rispetto ai computer tradizionali o comunque - eccezion fatta per ambiti di ricerca molto specifici - non hanno alcun potenziale di commercializzazione. Ci sono state proposte relativo all\u2019uso di computer quantistici su piccola scala per la progettazione di farmaci o per aiutare nel campo della finanza, ma nessun paper tecnico ha finora offerto dimostrazioni convincenti che dei computer quantistici, incluse le macchine NISQ, possano portare ottimizzazioni significative.<\/p>\n\n\n\n

Per quanto si parli spesso dei computer quantistici come se fossero in procinto di rivoluzionare il mondo, dunque, la realt\u00e0 \u00e8 ben diversa. Potremmo essere ancora all\u2019inizio della strada e a decenni di distanza dal realizzare quelli che, a quanto pare, sono ancora sogni.<\/p>\n","_et_gb_content_width":""},"categories":[70,8],"tags":[678,17,83,23,677,679],"yoast_head":"\nComputer quantistici: ci vorr\u00e0 pi\u00f9 tempo del previsto - Festival del Futuro<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Computer quantistici, alcuni usi e potenzialit\u00e0. L'era della supremazia quantistica, definita dagli scienziati NISQ. 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