Computer quantistici. Le nuove frontiere dell’informatica

Computer quantistici

Le nuove frontiere dell’informatica

2 LUG 2015

di

ANTONELLA BENANZATO

La nuova frontiera informatica guarda sempre più verso l’interazione con la fisica quantistica per riuscire a realizzare computer in grado di compiere sequenze di calcolo complesse in un tempo estremamente breve. Si tratta di un’ipotesi sulla quale sono al lavoro i colossi informatici di tutto il mondo e che potrebbe spalancare le porte alla ricerca medica, alla gestione delle reti finanziarie, all’ambiente e a ogni fondamentale ambito che riguardi lo sviluppo umano e della società.

Ibm, Alcatel, Google, ma non solo, stanno mettendo a punto computer quantistici, e così la Microsoft di Bill Gates che, con il matematico esperto in topologia e medaglia Fields nel 1986 Michael Freedman, sta lavorando a un progetto estremamente innovativo. Ce ne parla Jason Pontin, direttore della rivista tecnologica del Massachusets Institute of Technology Mit Technology Review, braccio editoriale del mitico Mit di Boston, tempio della ricerca e dell’innovazione espressa alla massima potenza.

Pontin, recentemente in Italia per partecipare all’edizione 2015 di Innovators under 35 che si è svolta presso l’Università di Padova, spiega che non solo Microsoft è impegnata sul fronte dei computer quantistici. “C’è un ampio spettro di sforzi che vanno in questa direzione, compiuti anche da altre società informatiche. Quanto sta facendo Microsoft è piuttosto inusuale perché ha scelto la via più radicale e presumibilmente più densa di rischi. Ma proprio perché Microsoft è uno dei colossi informatici che più recentemente ha intrapreso questa ricerca progettuale su computer quantistici, ha voluto farlo indirizzandosi verso una frontiera che può avere più margini di rischio, ma essere al contempo estremamente innovativa. Potrebbe non funzionare, o magari funzionerà, in ogni caso sarà molto interessante vedere come procederà questo percorso. Ciò che è unico di quanto sta facendo Microsoft” – avverte – “è che loro si stanno concentrando sulle proprietà fisiche dei materiali e immagino che se si chiedesse un parere ai ‘meccanici dei quanti’, come i fisici amano chiamarsi, molti di loro potrebbero dire che Freedman si sta sbagliando, ma se Freedman avesse ragione assisteremo a una trasformazione radicale non solo di quanto i computer possono fare, ma di tutta la società”. E l’apporto di Freedman risiede proprio nella sua formazione in topologia.

Il celebre matematico risolse la congettura generalizzata di Poincaré a 30 anni, uno dei problemi matematici che avevano impegnato le più belli menti del mondo e la topologia, e la sua specialità potrebbe dare un impulso ulteriore allo sviluppo dei computer quantistici. Ma di cosa si tratta? La topologia studia le proprietà delle forme che non mutano anche se sottoposte a stress distorsivi. Dal 1997 lavora col gruppo di ricerca matematica teorica di Microsoft sui computer quantistici ed è alla guida di Station Q. “Michael Freedman” – spiega ancora Jason Pontin – “non è assolutamente un esperto di computer quantistici. Lavora nel campo della matematica, in particolare della topologia, che descrive le proprietà di base degli oggetti tridimensionali. In sintesi, delle forme che non cambiano anche se sottoposte a distorsione. Questo ha a che fare con i computer quantistici, il problema è che ciò che non possiamo fare è mantenere lo stato quantico, ossia il cosiddettoentanglement (detto ‘allacciamento’ o ‘superposizione’, una sola operazione in un computer quantistico consente di esplorare in parallelo un numero sconfinato di percorsi computazionali, n.d.r). Se Freedman avesse ragione a proposito della natura della topologia, potrebbe mantenere lo stato di entanglement abbastanza a lungo da consentire al computer di effettuare delle utilissime funzioni di calcolo”.

La comunità scientifica, ma non solo, e anche i colossi dell’informatica si interrogano su quali potrebbero essere le implicazioni e i risultati di una ricerca che sfoci nella realizzazione di un computer quantistico funzionante. Secondo il direttore del magazine del Mit, questa è una domanda alla quale non si riesce attualmente a rispondere. “Il quesito è definito anche N=P. Posso comunque fare un esempio: pensiamo a un venditore che debba stabilire tra una serie di luoghi, 30-40, quali siano i migliori per vendere i suoi prodotti. Ebbene, questo lo potrebbe fare con un computer quantistico. O ancora, sempre grazie a un computer quantistico, si può stabilire quale sia la strada teoreticamente più efficace per sequenziare una proteina e sviluppare così un nuovo farmaco. Attualmente non esiste un computer tradizionale in grado di espletare queste funzioni a meno che non ci si metta tutto il tempo dell’universo per fare questi calcoli”.

Insomma, il vero problema è se esista o no un dispositivo parallelo come un computer quantistico, capace di fornire queste risposte davvero efficacemente. “Se si potesse” – continua Pontin – “un’enorme quantità di problemi, giudicati insormontabili, potrebbero essere risolti immediatamente. Molte di queste applicazioni potrebbero trasformare radicalmente la società a partire dalle reti finanziarie e dagli strumenti della finanza, che a questo punto diverrebbero super efficienti. Si potrebbero scoprire velocemente nuove medicine. Per non parlare del fatto che gli effetti maligni della crittografia sarebbero decodificati facilmente. Grazie ai computer quantistici ogni codice potrebbe essere infranto, anche il più complicato e sofisticato e probabilmente il problema N=P verrebbe risolto. Certo, non possiamo sapere cosa accadrà e se questo funzionerà. Michael Freedman dice ‘forse’, se lo stato quantico viene mantenuto”. Forse ci riusciremo. Con un salto quantico.

http://wsimag.com/it/scienza-e-tecnologia/16221-computer-quantistici

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