Un processore quantistico dorato

I computer quantistici sfruttano i qubit, particelle che possono esistere in uno stato di sovrapposizione, essendo contemporaneamente 0 e 1. Questa rivoluzione tecnologica fa tremare le banche e alimenta i sogni dei farmacologi per la sua straordinaria potenza di calcolo. LEGGI TUTTO L'ARTICOLO

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La supremazia quantistica è qui
Nel 2019, Google ha annunciato di aver raggiunto la supremazia quantistica con il suo processore Sycamore, composto da 53 qubit. Il chip ha risolto in 200 secondi un calcolo che avrebbe richiesto 10 mila anni al supercomputer più potente del mondo. Anche se il calcolo in sé non aveva applicazioni pratiche immediate, la dimostrazione ha segnato un punto di svolta storico.

La differenza tra computer classici e quantistici non è solo di velocità, ma di approccio al problema. Mentre un computer tradizionale testa le soluzioni una alla volta, un computer quantistico può testare tutte le soluzioni possibili simultaneamente grazie alla sovrapposizione quantistica. È come confrontare qualcuno che cerca una chiave provando ogni serratura della città con qualcuno che prova tutte le serrature nello stesso istante.

La minaccia alla crittografia
La sicurezza della maggior parte delle comunicazioni digitali si basa su algoritmi di crittografia come RSA, che sfruttano la difficoltà di fattorizzare numeri primi enormi. Un computer classico impiegherebbe millenni per decifrare una chiave RSA a 2048 bit, rendendo il sistema praticamente inviolabile. Ma un computer quantistico sufficientemente potente potrebbe farlo in poche ore usando l'algoritmo di Shor.

Questo scenario, noto come "Q-Day" o "giorno quantistico", rappresenta una minaccia esistenziale per la sicurezza informatica globale. Le banche, i governi, le infrastrutture critiche e persino le comunicazioni militari potrebbero diventare vulnerabili. Per questo motivo, agenzie come la NSA e il NIST stanno già lavorando su algoritmi post-quantistici, progettati per resistere agli attacchi dei computer quantistici.

Oltre la crittografia: le applicazioni rivoluzionarie
Ma i computer quantistici non sono solo una minaccia, sono anche un'opportunità straordinaria. Le loro applicazioni potenziali includono:

• Farmacologia: Simulare molecole complesse per sviluppare nuovi farmaci in tempi record
• Logistica: Ottimizzare il traffico di intere metropoli in tempo reale, riducendo ingorghi ed emissioni
• Intelligenza artificiale: Addestrare modelli di machine learning con una velocità impensabile oggi
• Materiali: Progettare nuovi materiali con proprietà specifiche a livello atomico
• Clima: Creare modelli climatici incredibilmente precisi per prevedere e mitigare i cambiamenti

Nel settore farmaceutico, ad esempio, IBM sta già collaborando con aziende biotecnologiche per simulare il ripiegamento delle proteine, un problema che richiede una potenza computazionale al di là delle capacità dei computer classici.

Le sfide ancora da superare
Nonostante i progressi, i computer quantistici affrontano ostacoli formidabili. I qubit sono estremamente fragili e richiedono temperature prossime allo zero assoluto per funzionare. Qualunque vibrazione o interferenza elettromagnetica può causare errori, un fenomeno chiamato decoerenza quantistica. Per questo i processori quantistici devono essere isolati in camere criogeniche e schermati da ogni disturbo esterno.

Inoltre, la correzione degli errori quantistici richiede centinaia di qubit fisici per creare un singolo qubit logico affidabile. I ricercatori stimano che serviranno milioni di qubit per costruire un computer quantistico universale in grado di affrontare problemi reali su larga scala.

Il computer quantistico rappresenta il salto dall'abaco allo smartphone. Cambierà il mondo in modi che ancora non riusciamo nemmeno a immaginare, ridefinendo i confini del possibile.

 

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