Cos’è un computer quantistico?

È un tipo di computer che sfrutta le leggi della meccanica quantistica (quelle robe strane che valgono nel mondo microscopico) per eseguire calcoli. Al posto dei bit (0 o 1), usa i qubit (quantum bit).

Come funziona?

Ecco le 3 basi da capire:

1. Sovrapposizione

Un bit classico è 0 o 1. Un qubit può essere 0 e 1 contemporaneamente (fino a che non lo misuri). Questo gli dà una potenza mostruosa: può esplorare molte soluzioni in parallelo.

Immagina di dover trovare la via d’uscita da un labirinto: il computer classico va a tentativi. Quello quantistico “cammina” in tutte le direzioni allo stesso tempo.

2. Entanglement (Intreccio)

Due qubit possono essere intrecciati: il che significa che il loro stato è connesso, anche se sono a km di distanza. Cambi uno, cambia anche l’altro. È come se avessero un legame mentale.

3. Interferenza

Serve a rafforzare le soluzioni giuste e cancellare quelle sbagliate. In pratica, il computer quantistico “gioca” con le probabilità per far emergere la risposta giusta.

Perché è così potente?

Perché può esplorare tantissime possibilità in parallelo, anziché una alla volta come un PC classico. Questo lo rende potenzialmente devastante in:

• Criptografia (decifra codici in un lampo)
• Simulazioni chimiche e farmaceutiche
• Ottimizzazione (logistica, trasporti, ecc.)
• Intelligenza artificiale

Qual è il problema?

• Difficilissimo da costruire: i qubit sono instabili, sensibili a tutto (rumore, temperatura…).
• Serve il freddo spaziale: alcuni vanno mantenuti a -273°C.
• Serve una nuova mentalità: programmare un computer quantistico è completamente diverso.

​La ricerca nel campo dei computer quantistici sta facendo passi da gigante, con sviluppi entusiasmanti che potrebbero rivoluzionare il modo in cui affrontiamo problemi complessi. Ecco una panoramica degli ultimi progressi:​

Progressi Recenti

• IBM: Nel novembre 2022, IBM ha presentato “Osprey”, un processore quantistico con 433 qubit, segnando un significativo avanzamento nella capacità computazionale quantistica. ​Securities.io+2Wikipedia, l’enciclopedia libera+2Wikipedia, l’enciclopedia libera+2
• Google: Recentemente, Google ha introdotto “Willow”, un chip quantistico capace di eseguire in cinque minuti calcoli che i supercomputer tradizionali impiegherebbero milioni di anni a completare. Questo risultato evidenzia il potenziale dei computer quantistici nel risolvere problemi estremamente complessi. ​Agenda Digitale
• Microsoft e Atom Computing: Nel novembre 2024, queste aziende hanno annunciato lo sviluppo di un computer quantistico basato su 24 qubit logici intrecciati, raggiungendo una fedeltà del 99,6%. Questo traguardo rappresenta un passo importante verso la commercializzazione di computer quantistici più affidabili ed efficienti. ​ElPaís

Sfide Attuali

Nonostante questi progressi, la strada verso computer quantistici pienamente funzionali presenta ancora diverse sfide:​

• Correzione degli Errori: I qubit sono estremamente sensibili alle interferenze esterne, rendendo la correzione degli errori un ostacolo significativo. Tuttavia, recenti sviluppi, come quelli di Google, mostrano progressi nella riduzione dei tassi di errore aumentando il numero di qubit. ​UnictMagazine
• Scalabilità: Costruire sistemi con un numero elevato di qubit mantenendo la coerenza quantistica è complesso. Aziende come IBM stanno lavorando su architetture modulari per affrontare questa sfida. ​Agenda Digitale

 Prospettive Future

Gli esperti prevedono che, entro i prossimi 5-10 anni, assisteremo a progressi significativi nell’hardware, nei metodi di correzione degli errori e nello sviluppo di nuovi algoritmi quantistici. Questi sviluppi potrebbero rendere il quantum computing sempre più accessibile, con potenziali applicazioni in settori come la scienza dei materiali, la chimica, l’intelligenza artificiale e la crittografia. ​Bizzit