L’azienda è IBM, l’anno è il 2019, l’evento il CES di Las Vegas, l’attore protagonista si chiama Q System one: il primo computer quantistico ha preso vita.

Le dimensioni sono notevoli, si parla di un case con una struttura di circa 3 metri di altezza dotato di una scocca in vetro con chiusura ermetica.

Le ricerche avvenute nel campo della quantistica partirono dalla metà degli anni ’80 quando uno scienziato tedesco David Deutsch basandosi sulle teorie di Richard Feynman importante fisico, scrisse il testo Quantum Theory; il trattato affermava già a quell’epoca che i principi alla base della quantistica potessero essere imbrigliati e convoglianti con la tecnologia computerizzata allo scopo di essere applicati ai settori commerciali e scientifici della produzione mondiale.

La scienza quantistica applicata ai computer

L’argomento è decisamente complesso ma è necessario affrontarlo, in quanto a breve, le leggi della fisica imporrano un cambiamento.

Ci si riferisce alle componenti miniaturizzate presenti all’interno dei più moderni chip installati negli attuali computer e si potrebbe dire che il problema nasce per una questione di misure.

Che cosa significa?

I transistor, il cuore pulsante della micro componenti elettronici computerizzati, attualmente sono arrivati ad avere dimensioni di 14 micron; per fare un esempio, se si volesse vedere uno di questi elementi ad occhio nudo bisognerebbe usare un microscopio elettronico, lo stesso che si utilizza per analizzare virus e batteri.

Attualmente gli scienziati ipotizzano che, vista la necessità di aumentare la velocità di elaborazione dei computer, si potrebbero realizzare transistor di 3 micron ma, questo sarebbe il punto di non ritorno, in quanto non si sarebbe in possesso di ulteriori strumentazioni che permettano di rimpicciolire ulteriormente tali elementi.

C’è da aggiungere che l’attuale sistema informatico è sufficientemente veloce perché basato sul metodo binario 0 e 1, ma la posizione univoca dei bit utilizzando questa programmazione ha dei limiti che sono già stati raggiunti con la realizzazione degli attuali super computer.

A questo punto il cambio di marcia arriverebbe dalla scienza quantistica la quale presuppone che la particella subatomica non debba assumere solo un bit binario univoco (o 0 o 1), ma possa contemporaneamente essere identificata da tutti e due i bit e anche dai suoi valori intermedi, questi in quantistica si chiameranno qbit.

I risvolti sono immediatamente comprensibili, si potrà aumentare di gran lunga la velocità di calcolo ed elaborazione di un qualsiasi computer.

Ci si esprime con verbi al futuro perché attualmente Q System one non elabora i calcoli più velocemente di un moderno super computer ma, mentre la tecnologia attuale è arrivata a saturazione quella legata alla quantistica è ancora tutta da esplorare; si ipotizza che un computer usando questa scienza, possa raggiungere una velocità che gli permetta di compiere circa 130 miliardi di calcoli al secondo.

Le potenzialità dei computer quantistici

Si supponga di voler trovare un’immagine specifica all’interno di una biblioteca fotografica composta da circa 50 milioni di album, ipotizzando che si debba individuare tale elemento in un tempo massimo di 5 minuti.

Attualmente, con il più veloce super computer presente in commercio, la ricerca sarebbe impossibile perché l’elaboratore potrebbe analizzare un’immagine alla volta.

Se si applicasse a questa impresa la scienza quantistica con i principi descritti in precedenza, la ricerca della foto avverrebbe simultaneamente nei 50 milioni di album presenti nell’archivio digitale, probabilmente l’immagine sarebbe quindi individuata molto prima che passino i 5 minuti.

Gli scenari che si aprono sono davvero molteplici e applicabili in diversi campi produttivi.

Non c’è motivo di archiviare 50 milioni di album fotografici, è vero, ma ipotizzando che questa grande quantità di informazioni non siano immagini ma reazioni chimiche causate da agenti patogeni con le nostre membrane cellulari allora le implicazioni potrebbero essere davvero interessanti.

Un computer quantistico applicato alla ricerca scientifica potrebbe permettere di mettere insieme tutti i dati provenienti dall’interazione tra le molecole sintetizzate in un farmaco e le cellule del nostro corpo, abbattendo le ore di lavoro necessarie per trovare le formule chimiche giuste, atte a generare vaccini e antidoti contro virus e batteri.

Un ulteriore campo di applicazione potrebbe essere l’implementazione della scienza quantistica nello studio dei cambiamenti climatici.

Attualmente ci si esprime in campo meteorologico utilizzando il termine, previsioni; questo perché, dire con anticipo cosa accadrà a livello atmosferico, comporta un innumerevole calcolo di parametri e dati il quale richiede moltissimo tempo; il risultato dell’elaborazione finale non potrà essere una matematica certezza ma proprio, una previsione.

Se si facessero analizzare i migliaia di cambiamenti di pressione, temperatura e velocità dell’aria da un computer quantistico si otterrebbero dati certi in tempi minimi; tutto questo permetterebbe una pianificazione di intervento quasi immediata e a lungo termine un quadro quanto mai reale dell’andamento del cambiamento climatico generale dell’intero pianeta terra.

Ulteriori applicazioni potrebbero riguardare l’intelligenza artificiale, la cybersicurezza ecc; insomma il terreno da esplorare sarebbe moltissimo e le scoperte risulterebbero interessanti e utili alla produzione industriale, comportando verosimilmente un cambiamento epocale anche nelle nostre abitudini quotidiane.

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Categorie: Informatica

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