Computer quantistico: digitale o analogico?
Ignacio Cirac è un fisico teorico spagnolo tra i nomi di riferimento dell'informazione quantistica. Lavora al Max Planck Institute for Quantum Optics in Germania e si occupa in particolare dei fondamenti teorici dei computer quantistici e di come sfruttarli per risolvere problemi che ai computer classici risultano troppo complessi.
La sua idea centrale, espressa in un a recente intervista (link all'articolo originale in tedesco, segnalato dall'amico e collega Felix Leditzky), è semplice ma importante: non dobbiamo aspettare il computer quantistico perfetto per ottenere risultati utili. In alcuni casi il vantaggio potenziale del quantistico è talmente grande che anche una macchina "rumorosa", cioè ancora soggetta a errori, potrebbe comunque esserci d'aiuto.
E qui c'è il cuore dell'argomento di Cirac che distingue due strade. Da una parte ci sono i computer quantistici digitali, quelli che idealmente vorremmo usare come macchine capaci di eseguire algoritmi quali fattorizzazione di numeri interi, diagonalizzazione di matrici, etc. Qui il nodo è la scalabilità: per fare davvero qualcosa di interessante servono numeri giganteschi di qubit (Cirac cita almeno l'ordine delle centinaia di migliaia) e un controllo degli errori estremamente accurato. Non basta arrivare a 100 qubit in laboratorio: bisogna riuscire a passare a migliaia, poi a milioni, con architetture che reggano nella pratica.
Dall'altra parte ci sono i cosiddetti computer quantistici analogici, spesso chiamati anche simulatori quantistici. Invece di inseguire subito una macchina universale, si costruiscono sistemi quantistici su misura per imitare un fenomeno specifico: per esempio, controllando le interazioni fra atomi in modo da riprodurre il comportamento di un materiale. È un'idea che ricorda, per certi versi, i vecchi computer analogici: strumenti pensati per una classe precisa di problemi. Secondo Cirac, questa strada può essere particolarmente sensata oggi, proprio perché i grandi computer quantistici con correzione d'errore completa potrebbero richiedere ancora molto tempo.
E dove vede utilità concreta? Cirac indica soprattutto la fisica della materia condensata e lo studio dei materiali: ambiti in cui già adesso i simulatori quantistici, anche se imperfetti, possono offrire insight significativi e dove i computer classici faticano. Poi ci sono aree più ambiziose, come alcuni problemi della fisica delle alte energie. Infine c'è la chimica, spesso citata come possibile applicazione di grande impatto, ma su cui Cirac resta prudente: ci sono indizi promettenti, ma non è ancora così chiaro quando e dove il vantaggio diventerà davvero pratico.
Un altro aspetto interessante dell'intervista verte sulla partecipazione delle grandi aziende. Sebbene questa sia fondamentale (costruire un computer quantistico è anche un problema di ingegneria e quindi di capitali investibili), l'ingresso dell'industria porta con sé pressioni commerciali e aspettative talvolta distorte. Per questo Cirac non nascone la possibilità che si stia avvicinando un "quantum winter": una fase in cui l'entusiasmo potrebbe raffreddarsi se le applicazioni tardano ad arrivare.
In sintesi, il messaggio di Cirac è meno hype e più metodo: il futuro dei computer quantistici passa anche da risultati parziali ma solidi, da strumenti specializzati e dalla capacità di trovare problemi in cui, anche senza perfezione, i metodi dell'informazione quantistica possono già fare la differenza.
Insomma: calma e gesso. E nessuno dovrebbe dirsi sorpreso da questa conclusione.
@fisica
@scienze
#ComputerQuantistico
#QuantumComputer
deny
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brozu ▪️
in reply to deny • • •@sposadelvento ma adottato ufficialmente?
L’art. 15 del D.L. 112/2008, convertito nella L. 133/2008, stabilisce che i docenti “non possono adottare né consigliare libri di testo da essi stessi compilati”.
Boh.
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deny
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iagomago
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brozu ▪️
in reply to iagomago • • •Non riesco a capire se si possa altamente consigliare anche nella scuola.
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iagomago
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iagomago
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brozu ▪️
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