Computer quantistico

Svolta o promessa?

di Giovanni Lacava

Computer quantistico sperimentale di Google

Il 2017 si apre all’insegna di nuove speranze in campo informatico. Sembra che colossi come Google e Microsoft abbiano annunciato che questo sarà l’anno in cui si concretizzeranno gli sforzi fatti nello sviluppo dei computer quantistici.
Questa tecnologia si differenzia da quella dei computer odierni per l’unità base dell’informazione che utilizza: essa infatti non si basa sul concetto di bit ma sul quantum bit.
Il quantum bit è la base dell’informazione quantica; esso non ha due stati deterministici come il bit, identificati come “0” e “1”, ma teoricamente ha infiniti stati, infatti, oltre quelli ordinari, gode della proprietà della sovrapposizione quantistica.
Tale proprietà indica che oltre ad utilizzare “0” e “1” usa anche combinazioni lineari, valori ottenuti “mixando” i valori “0” e “1”. Quello che incuriosisce è che tali valori vengono assunti contemporaneamente; in realtà nell’atto di misurazione dello stato quantistico si possono leggere un numero finito di stati.
Da questo si può intuire la possibilità di incrementare la capacità di calcolo in maniera esponenziale rispetto agli odierni calcolatori; inoltre dato il minor spazio occupato (poiché si sfruttano le proprietà degli atomi per scrivere e leggere l’informazione), a parità di volume, avremo una densità di informazione maggiore.

Esempio di ambito d’applicazione nei Big Data del calcolo quantistico topologico: Social Network

Google da qualche anno ha iniziato a lavorare a una forma di calcolo quantistico che sfrutta la superconduttività. In questo modo potrebbe risolvere calcoli impossibili persino per i super computer odierni; Microsoft, invece, sta puntando sul calcolo quantistico topologico.
La soluzione adottata da Google è a oggi di più concreta attuazione, fosse solo perché l’effetto della superconduzione è già stato dimostrato e sono stati mossi i primi passi concreti in questa direzione, cioè nella ricerca finalizzata ad attività più industriali; al contrario il calcolo quantistico topologico non ha ancora attuazione pratica.
Probabilmente quest’ultimo è però il più interessante tra i due; basti pensare che i concetti del calcolo quantistico topologico sono gli stessi utilizzati nell’ambito dell’analisi dei Big Data o di grandi quantità di dati eterogenei. Questi ultimi sono a loro volta oggetto di studio delle grosse compagnie di social network e di informazione e telecomunicazioni. La topologia studia le proprietà delle forme geometriche anche in seguito a delle deformazioni, purché non si verifichino strappi, sovrapposizioni o incollature. Se non è soggetta a queste tre azioni, per esempio, una sfera può essere deformata fino a ottenere un cubo e, all’interno di questa materia, le due figure sono praticamente la stessa cosa in termini di proprietà.
La cosa certa è questa: se si arrivasse a produrre il primo computer quantistico industriale, capace di eseguire calcoli quantistici, arriveremmo a una delle svolte più importanti dell’era dell’informazione.


 Immagini tratte da:

-Immagine 1 da http://www.informatblog.com/wp-content/uploads/2014/09/google-computer-quantico-informatblog.jpg
-Immagine 2 da http://www.lescienze.it/images/2016/01/26/180152218-79afb9ce-ac9d-460a-bf3e-afefff058826.jpg