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L’ultima frontiera: computer quantistici | Fantascienza.com


Su Fantascienza.com, nell’ambito di Delos204, una disquisizione molto articolata e puntuale di Roberto Paura sullo stato attuale della computazione quantistica. Un estratto:

Il computer quantistico rappresenta l’ultima frontiera, il “Santo Graal” dell’informatica. È una tipologia di computer radicalmente diversa da quelli che utilizziamo normalmente, perché l’informazione che manipola si esprime non in bit ma in qubit. I qubit superano la staticità dei bit, che possono assumere solo due stati, lo 0 e l’1 secondo il codice binario. La meccanica quantistica, che è valida a scale subatomiche, sostiene invece che una particolare proprietà può coesistere in diversi stati nello stesso momento. Per esempio, lo spin di un atomo – il suo “senso di rotazione”, che può essere, per dirla semplicemente, verso destra o verso sinistra – non è definito in maniera precisa a meno che non si effettua una misurazione. Se questa misurazione non viene effettuata, l’atomo possiede allo stesso tempo lo spin destrorso e sinistrorso, cioè una sovrapposizione di stati. È come se il bit fosse al contempo 0 e 1. In questo caso, va da sé, l’elaborazione dell’informazione compie un balzo da gigante, e il numero di operazioni al secondo che può realizzare un computer quantistico è tale da permetterci di realizzare cose fantascientifiche: dalla realizzazione di reti di sicurezza inviolabili grazie a sistemi di criptaggio perfetti alla simulazione di interi universi.

Si parla da anni di computer quantistici ma, per la verità, siamo ancora lontani. Non che non ci si stia lavorando, anzi: i centri di ricerca dedicati unicamente a questo problema sono moltissimi e ben finanziati. Il problema è costituito dalle enormi difficoltà pratiche poste dalla realizzazione di un computer quantistico. Lavorare su scale subatomiche non è semplicissimo, poiché è necessario raggiungere condizioni veramente proibitive – per esempio temperature prossime allo zero assoluto – e soprattutto operare con concetti che i fisici stessi non capiscono perfettamente. Alcuni pensano che un vero computer quantistico sia ancora ben al di là delle nostre conoscenze scientifiche e tecnologiche, e che sia più opportuno concentrarsi su risultati intermedi che permettano comunque di raggiungere alcuni dei risultati promessi dalla computazione quantistica: risolvere problemi impossibili per i nostri computer classici, anche per i supercomputer più potenti del mondo. Con il boson sampling, o “campionamento del bosone”, è possibile realizzare un surrogato di computer quantistico che sfrutta gli ultimi risultati della fotonica evitando i principali problemi finora irrisolti, come quello della decoerenza. I primi prototipi sono stati realizzati nel 2012 da quatto team internazionali.

La sfida di costruire un chip basato sul campionamento bosonico come via intermedia al computer quantistico universale fu lanciata nel 2010 da Scott Aaronson del MIT, che decise di mettere in palio 100mila dollari per chi fosse riuscito a dimostrare l’effettiva irrealizzabilità di un computer quantistico. Aaronson è parte di quella maggioranza di fisici e ingegneri sicura che gli unici problemi che impediscono oggi di avere un simile computer siano di tipo pratico – investimenti, tempo e innovazione tecnologica – e non teorico. A quanto sembra, il risultato raggiunto da questi quattro gruppi di ricerca dimostra che Aaronson è nel giusto e che, se forse ci vorrà tempo per un vero computer quantistico, qualcosa di simile potrà presto diventare finalmente realtà.

Se questo è il mondo pre-singolarità, in cui la guerra si sta sempre più trasferendo negli spazi virtuali di Internet, difficilmente il mondo post-singolarità sarà simile all’utopia sognata dai tecnoentusiasti. I guru della Silicon Valley hanno istituito qualche anno fa la Singularity University, finanziata da tutte le grandi compagnie della new economy, e della NASA, per formare i leader dell’era postumana. Ma il problema più difficile che questi leader di domani dovranno affrontare, se davvero la “promessa” sella singolarità si avvererà, sarà il gap che dividerà la postumanità necessariamente occidentale, concentrata nel Nord del mondo con i resti della vecchia umanità che continueranno ad abitare il Sud del mondo, inesorabilmente tagliato fuori dallo sviluppo tecnologico. E se il prezzo da pagare per godere di quest’evoluzione sarà quello di rendere incolmabili il divario che già oggi spezza il nostro pianeta a metà, non è detto che quello profetizzato dai singolaristi sia davvero il migliore dei mondi possibili.

3 commenti»

  manofroma wrote @

Ciao zoon. Articolo veramente informativo. Ho da poco incontrato un astrofisico ricercatore alla Sapienza di Roma che sta cercando di spiegarmi molte cose. Ci conoscevamo più di cinquant’anni fa. Era addirittura il batterista della mia band, Daniele Fargion, al Piper club.
La via però è dura. Comunque, non demordo. Se avessi studiato un po’ più la matematica, mannaggia, quando ero al liceo 🤭
Buon pomeriggio, Giovanni

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  zoon wrote @

Stiamo lasciandoci alle spalle la nostra umanità, parlare di computazione quantistica implica il coinvolgimento di sistemi dimensionali in cui l’umanità entra poco. La matematica è aliena, quando essa è coinvolta in un range umano diventa esoterismo.

Buon pomeriggio a te, grazie del passaggio 🙂

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  manofroma wrote @

Dici: “Stiamo lasciandoci alle spalle la nostra umanità, parlare di computazione quantistica implica il coinvolgimento di sistemi dimensionali in cui l’umanità entra poco.”
Argomento affascinante, alla Homo Deus di Yuval Noah Harari, libro che assieme al precedente, Homo Sapiens, ho letto con enorme interesse.

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