Tecnica e materiali

Un po’ di futuro quantististico

Il fisico Rolf Allenspach, dell’istituto di ricerca IBM di Rüschlikon.

Ci sono problemi che mettono in difficoltà anche i supercomputer più «Speedy Gonzales». Ma la prossima rivoluzione tecnologica è già dietro l’angolo: il computer quantistico.

Computer quantistici: il futuro della potenza di calcolo e della sicurezza. Immagine: Adobe Stock

Il suo scopo è quello di utilizzare le leggi speciali del mondo subatomico, il mondo delle particelle più piccole. Queste leggi non hanno alcun senso nella nostra vita quotidiana. Per noi un oggetto o c’è o non c’è. Nel mondo dei quanti, invece, le particelle possono essere qui e contemporaneamente in molti altri luoghi oppure assumere caratteristiche opposte nello stesso momento. Come questo sia possibile va ben oltre la nostra immaginazione.

Il mondo dei computer «normali» è binario, vale a dire che è composto soltanto da zeri e uno. I nostri PC traducono tutte le informazioni in bit. Un bit può avere solo due valori: 1 (la corrente scorre) e 0 (la corrente non scorre). I computer quantistici invece funzionano con i qubit (bit quantistici), che – come le microparticelle – possono trovarsi contemporaneamente nello stato 1 e 0. E anche in un numero infinito di stati intermedi. Per questo motivo il computer quantistico può (in teoria) eseguire in contemporanea un numero enorme di fasi di calcolo, che i supercomputer dovrebbero eseguire uno dopo l’altro. Il fisico Rolf Allenspach, dell’istituto di ricerca IBM di Rüschlikon, spiega cosa significa:

Technoscope: I computer quantistici esistono già?

Rolf Allenspach: Finora i computer quantistici sono presenti solo in maniera limitata nei laboratori di ricerca e sono ancora molto soggetti a errori. Ma quando effettivamente ci sarà un calcolatore quantistico che funziona bene, la maggior parte dei metodi di crittografia utilizzati oggi non sarà più sicura. Ecco perché la ricerca e anche gli eserciti sono così interessati ai calcolatori quantistici. Tuttavia, nel nostro laboratorio di ricerca IBM sono già stati sviluppati e standardizzati algoritmi di crittografia che un computer quantistico non riuscirebbe a decifrare.

Perché i computer quantistici potrebbero decifrare qualsiasi crittografia?

Le tecnologie di crittografia si basano sulla scomposizione di grandi numeri in numeri primi. Una procedura estremamente dispendiosa: un computer convenzionale – e anche un supercomputer! – impiega moltissimo tempo per calcolare tutte le varianti. Per contro, il computer quantistico è in grado di esaminare tutte le possibilità in parallelo e quindi di trovare in pochi secondi ciò per cui i computer convenzionali hanno bisogno di migliaia di anni. In realtà non è più veloce, ma affronta il problema in modo completamente diverso.

E oltre a ciò, cosa è in grado di fare un computer quantistico?

Poiché funziona secondo le leggi dei quanti, sarà in grado di calcolare con molta più precisione le proprietà dei sistemi che provengono anch’essi dal nanocosmo, ad esempio strutture molecolari o reazioni chimiche complesse. Questo potrebbe accelerare la scoperta di nuovi medicamenti o lo sviluppo di nuovi materiali. Infine, esegue meglio compiti di ottimizzazione che prevedono molte variabili, vale a dire quando si tratta di trovare l’opzione migliore tra un gran numero di opzioni.

Dunque, il computer quantistico è il prossimo supercomputer?

No, il computer quantistico non è un supercomputer e non lo sostituirà. I computer quantistici e i supercomputer si completeranno a vicenda e lavorando in tandem daranno il meglio di sé in termini di potenza di calcolo.

Creato: 22.07.2024
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