Cosa è e cosa può fare un computer quantistico

Con il processore quantistico a 433 qubit Osprey IBM ha superato sé stessa. A novembre del 2021 il colosso americano è andato per la prima volta al di sopra della soglia dei 100 qubit, arrivando a quota 127 con Eagle, processore presentato al Quantum Summit, evento a cui guardano tutti gli attori che si contendono la supremazia quantistica, ossia la capacità di svolgere un calcolo su un computer quantistico in tempi molto più brevi rispetto a quelli che sarebbero necessari a un supercomputer tradizionale.

Il comparto fa passi importanti e decisi, basti considerare che nel 2019 Google ha annunciato Sycamore, un computer quantistico da 53 qubit. E la corsa all’innovazione è ben lungi dall’essere esausta.

Cosa è un computer quantistico

Come suggerisce il nome, un simile computer sfrutta le proprietà della meccanica quantistica e, diversamente da un computer tradizionale i cui bit possono assumere soltanto valore zero oppure soltanto valore uno, sono dotati di bit capaci di assumere qualsiasi combinazione di 0 e 1 nello stesso tempo. Ovviamente la questione è più complessa di così, anche perché la fisica quantistica non può essere ripercorsa in una manciata di minuti e perché la sovrapposizione e l’entanglement quantistico sono argomenti che implicano un livello di astrazione che si addice a un’appropriata letteratura scientifica.

I computer quantistici, proprio in virtù delle doti della fisica quantistica, sono dotati di velocità di calcolo capaci di risolvere in pochi minuti operazioni che i computer tradizionali impiegherebbero secoli a completare. Questa dimostrazione di potenza viene chiamata supremazia quantistica ed è la parte di spettacolarizzazione dei computer basati su qubit, il cui potenziale va ben oltre.

Cosa si può fare con un computer quantistico

Gli esempi più ricorrenti sono letterari: si possono scoprire nuovi farmaci o prevedere le condizioni metereologiche con maggiore precisione. Questi sono però esempi che rendono spendibile e spiegabile il concetto di computer quantistico che, di certo, non ha attirato investimenti miliardari per dirci quando occorre prendere l’ombrello. La realtà è molto meno leggibile, perché la potenza di calcolo di un computer quantistico spinge le Intelligenze artificiali a livelli che oggi ancora non possiamo conoscere ma è un’informazione da relativizzare, perché un conto è compiere pochi attimi calcoli complicatissimi, tutt’altra cosa è riuscire a scaricare a terra tutta la potenza dei qubit e, oggi, siamo ben lungi dal farlo.

Il decadimento dei qubit e altri problemi

In linea teorica un computer quantistico può decifrare un codice crittografico, riuscendo persino a mettere in crisi la sicurezza informatica così come è concepita oggi. Per farlo però ci vorrebbero milioni (forse centinaia di milioni) di qubit e questo rappresenta un problema perché, mentre poche migliaia di qubit sarebbero impiegati per svolgere i calcoli necessari, gli altri si dovrebbero fare carico di compensare la decoerenza, ossia il principio secondo il quale lo stato quantico decade prima che i qubit completino il lavoro che stanno facendo.

Inoltre, i materiali necessari a costruire i circuiti dei computer quantistici lavorano a temperature estremamente basse e questo spiega in parte le difficoltà che impediscono l’avanzare dell’intero comparto.

Siamo davanti a una tecnologia di difficile decifratura per quanto riguarda i suoi impieghi pratici, capace di aprire porte ancora inimmaginabili.