epa08326171 A member of a regional state government operates a laptop computer wearing gloves during a session of the Federal Council with a voting round on coronavirus aid packages at the German Federal Council, in Berlin, Germany, 27 March 2020. The German Federal Council approved a coronavirus billion-euro aid package, including social protection, supplementary budget, infection protection, hospital funding and legal politics, due to the ongoing pandemic of the COVID-19 disease caused by the SARS-CoV-2 coronavirus. EPA/CLEMENS BILAN

Meteo, finanza, farmaci: la rivoluzione del computer quantistico è iniziata

Da tempo, ormai, sentiamo parlare di computer quantistici. Dalla medicina, alla finanza passando per la meteorologia, sono tanti e trasversali i settori che potrebbe beneficiare delle possibili applicazioni. Allo stato, esistono già prototipi di computer quantistici, ma ancora a poche decine di qubit (o bit quantistici) le unità dell’informazione quantistica, impossibilitati a compiere ampie operazioni.

A fine dicembre, la Cina ha raggiunto un traguardo storico conquistando la “supremazia quantistica” con il suo computer quantistico Jiuzhang, basato sulle particelle di luce (fotoni), che può eseguire in soli 200 secondi un calcolo così complesso che a un computer tradizionale servirebbero 600 milioni di anni. Lo ha reso noto un articolo pubblicato su Science dal team del professor Jian-Wei Pan della University of Science and Technology of China.

Prima era toccato ai ricercatori di Google, che nel 2019 hanno dimostrato su Nature come il loro computer quantistico Sycamore fosse in grado di risolvere in poco più di tre minuti un’operazione che a un computer tradizionale avrebbe richiesto 10.000 anni.

Qualche mese fa IBM ha annunciato che entro il 2023 sarà disponibile un computer quantistico a più di mille qubit (precisamente 1.121).

Alzando il velo su “IBM Quantum Condor”, l’azienda ha parlato di “una pietra miliare” per lo sviluppo di computer quantistici.

In senso più ampio, da decenni gli scienziati stanno studiando come gestire i quibit. La strada percorsa finora è stata quella di usare dei superconduttori, dei metalli capaci di lavorare a temperature molto inferiori allo zero.

Quella del Quantum computing, comunque, è una sfida per pochi e tra pochi. Anche l’Europa è della partita e l’anno scorso ha messo sul piatto un miliardo di dollari, riconfermando con la Presidente della Commisione UE Ursula Von Der Leyen l’impegno in questo campo.

Sviluppi decisamente interessanti per il calcolo quantico interessano i mercati finanziari, sia fronte investitori che analisti. C’è poi il capitolo meteorologia. Secondo l’economista Rodney F. Weiher, il 30% circa del PIL americano – circa 6 miliardi di dollari – è influenzato direttamente o indirettamente dal clima; con risvolti su produzione alimentare, trasporto e commercio al dettaglio.

“La computazione quantistica è molto giovane, ma ha il potenziale di risolvere dei problemi oltre quanto oggi fattibile con computer tradizionali”, dice Simone Severini, Direttore per le tecnologie quantistiche presso Amazon Web Services (AWS) intervenuto al Webinar “Il supercomputer quantistico” organizzato da RulingCompanies. Il computing quantistico ha il potenziale per risolvere problemi di calcolo che sono oltre la portata dei computer classici, sfruttando le leggi della meccanica quantistica per elaborare le informazioni in modi nuovi. Questo approccio al computing potrebbe trasformare aree come l’ingegneria chimica, la scienza dei materiali, la scoperta di farmaci, l’ottimizzazione del portfolio finanziario e il machine learning. Secondo Aws, il quantum computing però non è destinato a sostituire la computazione classica.

Amazon Web Services si approccia a questa tecnologia imboccando un doppio binario. Per la ricerca e lo sviluppo a lungo termine, c’è AWS Center for Quantum Computing: un centro di ricerca adiacente al California Institute of Technology (Caltech) che riunirà i principali ricercatori e ingegneri di informatica quantistica al mondo per accelerare lo sviluppo di hardware e software di calcolo quantistico. Nell’immediato, Amazon Braket è un servizio di calcolo quantistico completamente gestito che aiuta ricercatori e sviluppatori a iniziare a lavorare con la tecnologia per spingere su ricerca e la scoperta.

“Mentre i computer tradizionali o i super computer utilizzano i bit, quelli quantistici si avvalgono del qubit. Se il bit può assumere solo due valori in quanto entità binaria 0/1, i qubit invece sono particelle subatomiche per cui ogni entità può trasportare un’informazione. In questo modo la potenza di calcolo sarà enormemente amplificata, consentendo sviluppi importantissimi nelle misurazioni nelle scienze di base, nella biologia, nella medicina e nella sicurezza nazionale, spiega durante il webinar Anna Grassellino , Vicedirettrice della “Divisione di fisica applicata e tecnologia dei superconduttori” presso il Fermilab di Chicago e Director del National Quantum Information Science research Center SQMS (Superconducting Quantum materials and Systems), incaricata dal governo americano di realizzare il calcolatore più veloce di sempre.   “I Qubit possono esprimere una moltitudine di diverse condizioni anche in contrasto tra loro, moltiplicando così la capacità di calcolo”, spiega. “Il punto debole è che sono vulnerabili e quelli finora utilizzati si mantengono per alcuni microsecondi” prosegue. “Con la nostra tecnologia si compie un balzo a due secondi.  L’obiettivo è andare oltre, ampliando enormemente le possibilità di elaborazione con le quali sarà possibile disegnare nuovi farmaci come anche concepire una nuova rete Internet”.

“Il nostro obiettivo finale – prosegue – è quello di costruire il computer più potente al mondo perché ci dobbiamo dare degli obiettivi sempre più ambiziosi,  ma allo stesso tempo il risultato intermedio  – che verrà dall’esplorazione di regimi non prima esplorati –  è uno degli obiettivi principali del nostro Centro. Pensiamo che potrebbero esserci delle scoperte importanti nel campo della fisica quantistica proprio perché andiamo a creare sovrapposizioni di stati così grandi, mai stati creati prima ed è proprio questo uno degli aspetti più affascinanti: spingere i confini tecnologici per arrivare a nuove scoperte nel campo scientifico”.

E mai come oggi, con il mondo impegnato nella lotta alla pandemia, è proprio da scienza e competenza che si deve ripartire

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