Quantum computing

L’esponenziale uso della tecnologia nella società moderna ha portato gradualmente a chiedersi quale sarà il futuro dei computer; sapendo che i transistor, prima o poi, raggiungeranno i loro limiti fisici e quindi non saranno più in grado di rispettare la famosa Legge di Moore, gli studi si sono spostati su differenti soluzioni. Una tra le più promettenti è la branca dei Computer Quantistici.

Con il termine Quantum Computing ci si riferisce alla tecnologia computazionale che usa i principi della fisica quantistica come l’entanglement, la superposition, l’inference e la coherence per processare, immagazzinare e manipolare una grande mole di dati, in modo da eseguire calcoli complessi.

I computer moderni, basati sui classici transistor, montano dei chip che utilizzano i bit per fare computazione. Questi bit possono assumere due valori, “0” oppure “1”, dove 0 rappresenta la posizione “off” e 1 rappresenta la posizione “on”. Sequenze numerose di questi bit sono il mattone fondamentale che compone ogni elemento come un sito web, un’app o una fotografia che utilizziamo quotidianamente.

Mentre i bit sono intrinsecamente utili da usare, non riescono però a rappresentare la natura dell’universo oltre alla semplice condizione “on” o “off”.

I Computer Quantistici utilizzano i Qubits, che possono avere più stati nel medesimo istante di tempo, quindi lo stato 0 e lo stato 1 possono coesistere simultaneamente, questa è la cosiddetta superposition. I Qubits costituiscono  i sistemi basati sulla meccanica quantistica e, contrariamente ai tradizionali 0 e 1, scalano in maniera esponenziale. Il principale vantaggio è la capacità di lavorare dati su dimensioni differenti simultaneamente, questo permette ai Computer Quantistici di risolvere compiti molto complessi che ai normali computer richiederebbe tempi molto lunghi.

Una delle implicazioni più importanti di questi calcolatori è che possono rispettare la Legge di Moore, duplicando il loro potenziale di calcolo, semplicemente aggiungendo 1 Qubit. Quindi per tenere il ritmo con il famoso postulato sarebbe necessario aggiungere 1 Qubit ogni 2 anni.

Nonostante i Computer Quantistici siano una tecnologia relativamente giovane, compagnie come IBM, Google, D-Wave, Microsoft e altri stanno investendo e facendo grossi progressi in questo campo. Nel gennaio del 2019, IBM ha annunciato il lancio del primo computer quantistico commerciale; nell’ottobre dello stesso anno, Google ha annunciato di aver sviluppato una macchina quantistica in grado di risolvere compiti complessi in 200 secondi, che con il computer più veloce del mondo avrebbero richiesto circa 10 mila anni. Visto il notevole investimento di grandi compagnie, Governi e Istituti accademici in questo ambito, sembra non mancare molto prima che questa tecnologia computazionale diventi alla portata di tutti.

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