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Il computer quantistico è realtà. Supremazia di Google ma Ibm non ci sta

Risolto in 200 secondi un calcolo che un supercomputer tradizionale risolverebbe in 10.000 anni. Google conquista la supremazia nel quantum computing ma Ibm non ci sta e non ci crede.

di Luca Tremolada


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3' di lettura

Adesso il computer quantistico è qualcosa di reale. Un nuovo esperimento di calcolo di Google pubblicato su Nature ha inaugurato una nuova era dell’informatica. Il computer quantistico di Big G ha risolto in 200 secondi un calcolo che un supercomputer tradizionale risolverebbe in decine di migliaia di anni.

Layout del processore che mostra una matrice rettangolare di 54 qubit costruito da Google.

Quello pubblicato ieri è un esperimento di informatica teorica. Gli scienziati di Google avrebbero dimostrato la capacità di un processore quantistico di risolvere un calcolo che un computer tradizionale compierebbe in anni e anni.

Il supercomputer Sycamore di Google.

Fino a oggi, spiegano gli esperti di intelligenza artificiale, nessuna era riuscito a mantenere una coerenza quantistica così a lungo. E nessuno sa come ci siano riusciti. Entusiasta Sundar Pichai, il Ceo di Google, in un post sul blog ufficiale ha celebrato la supremazia della sua azienda.

Meno felice è Ibm che sta lavorando per commercializzare il proprio computer quantistico e che sul Wsj ha dichiarato di non credere ai risultati raggiunti, affermando che il problema che è stato affidato alla macchina di Big G potrebbe essere gestito da un computer tradizionale in 2 giorni e mezzo e non in diecimila anni.

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La scoperta. Cosa dice lo studio pubblico su Nature? Sycamore, la macchina da 54 qubit costruita da Google, ha dimostrato che una sequenza di numeri casuali è realmente casuale. Per semplificare, Google avrebbe chiesto al suo computer di svolgere un'operazione matematica complessa generando numeri a caso.

E lei lo ha fatto in soli 3 minuti e 20 secondi. Per capire la portata della scoperta occorre prima sapere la differenza tra un computer tradizionale e uno quantistico. Il primo realizzato con transistor e silicio utilizza come unità di informazione binaria il bit che può assumere il 1 o 0, acceso e spento per capirci. I computer quantistici sfruttano le leggi della fisica e della meccanica quantistica per l'elaborazione dei dati.

La loro unità fondamentale è il qubit, capace di svolgere i calcoli in contemporanea grazie alla sovrapposizione di stati quantistici. Proprietà fondamentale del computer quantistico è quindi la possibilità di rappresentare in modo sovrapposto gli stati classici, vale a dire 0 e 1.

La seconda proprietà fondamentale che li caratterizza riguarda la cosiddetta interferenza, una terza proprietà importante è legata alla possibilità del qubit di essere entangled, vale a dire intrecciati tra loro portando a una correlazione profonda. Vuole dire, per semplificare, potere elaborare calcoli a una velocità finora mai vista.

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Il nodo della coerenza quantistica.
Gli scienziati da decenni stanno studiando come gestire i quibit. Per sfruttarne le caratteristiche e quindi mantenere quella che è chiamata coerenza quantistica servono temperature bassissime, devono essere isolati in condizioni di laboratorio particolari altrimenti collassano. La strada percorsa finora è stata quella di usare dei superconduttori, dei metalli capaci di lavorare a temperature molto inferiori allo zero.

Sia Ibm che Google lavorano sulle cosiddette giunzioni Josephson composte da due strisce di superconduttori separate da un isolante. Ma esistono anche altri approcci, come il topological quantum computing su cui sta scommettendo Microsoft.

La sfida per la comunità scientifica.
Quella del Quantum computing è una sfida per pochi e tra pochi. Sulla palla ci sono le grandi piattaforme cino-californiane e un po’ indietro l’Europa che l’anno scorso ha messo sul piatto un miliardo di dollari e ha riconfermato con la nuova Commissaria Ursula von der Leyen il suo impegno su questo campo. In prospettiva c’è un da sciogliere un nodo culturale e tecnologico al tempo stesso.

Il computer, quello a transistor, si è diffuso anche per effetto di una cultura hippy che ha da subito messo a disposizione della comunità scientifica le proprie scoperte. Sul quantum computing, spiega una fonte della comunità scientifica, non avverrà così anche per una questione logistica ed economica.

Le macchine quantistiche non si possono trasportare facilmente e richiedono ambienti precisi e investimenti notevoli. Dovranno essere studiate soluzioni cloud per sfruttare queste tecnologie e un linguaggio di programmazione. Ci vorranno ancora nove anni, stimano gli esperti, sempre che una accelerazione non arrivi dall’industria militare particolarmente avanti su queste tecnologie per le potenzialità in chiave di cybersecurity e quindi di cyberwar. Nei laboratori le macchine quantistiche che oggi pubblicamente sono ferme a 54 Qbit dovrebbero essere molto, molto più potenti.

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