10mila anni in 3 minuti

I quanti decretano il futuro dell’informatica. Studiati da oltre un trentennio i computer quantistici segnano un nuovo passo in avanti grazie a un test effettuato da un team di Google AI Quantum. Il superprocessore Sycamore ha svolto un complesso calcolo in pochi minuti. Ma secondo gli esperti di IBM non ci sarà alcuna “supremazia quantistica” e i computer tradizionali continueranno a operare.
Raffaella Quadri per Radio Bullets. Musica: “Solo tre minuti” di Negramaro.

Cosa siamo capaci di fare in soli 3 minuti?
3 minuti sono 180 secondi. 3 minuti sono la durata di una ripresa di boxe. 3 minuti sono circa la metà del tempo che impegnerete per ascoltare questo mio pezzo.
Possono essere un tempo appena sufficiente, troppo breve o insopportabilmente lungo – del resto la vita è una questione di prospettive – ma è assodato che 3 minuti siano un tempo assolutamente stupefacente per ciò che vi sto per raccontare.

Dimmi quanto, quanto, quanto

Parliamo di informatica quantistica e per scoprirne le ultime novità occorre bussare a casa Google. I protagonisti di questa storia sono gli scienziati del team guidato dal fisico John M. Martinis che lavora alla Google AI Quantum e al Dipartimento di fisica della University of California a Santa Barbara. Una ricerca condotta in partecipazione con altre importati istituzioni statunitensi – la Nasa, il California Institute of Technology (Caltech) – e tedesche – l’Università di Aachen e il Centro Jülich.
I computer quantistici, a cui si sta lavorando da oltre un trentennio, permetteranno di eseguire calcoli ed elaborazioni ben al di sopra delle capacità di un comune computer. Martinis e compagni hanno sviluppato un nuovo processore chiamato Sycamore. Un giocattolino ad alta fedeltà a 54 qubit – ovvero bit quantici – con il quale si sono cimentati in un particolare test.

L’esperimento di supremazia quantistica

Il test, indicato come esperimento di supremazia quantistica, viene definito dagli stessi studiosi come una pietra miliare nell’informatica quantistica. Lo scopo è di comprendere come superare le sfide tecniche e ingegneristiche per la realizzazione di computer tanto potenti che permetteranno di risolvere problemi di fisica e chimica estremamente complessi in un brevissimo lasso di tempo. Proprio partendo da queste teorie, i calcolatori quantistici sono diventati, sin dai primi anni Ottanta, il grande obiettivo da raggiungere.
L’esperimento californiano ha dato modo di testare le prestazioni complessive del sistema e il computer quantistico Made in Google ha superato il test con successo.
Il nuovo superprocessore è stato in grado di eseguire il calcolo stabilito come target dell’esperimento in solo 200 secondi ovvero poco più di 3 minuti. Ma il dato davvero sorprendente – dicono gli scienziati del team californiano – è che lo stesso risultato, se il calcolo fosse stato effettuato dal supercomputer classico più veloce del mondo, avrebbe richiesto ben 10mila anni.

Lotta a suon di calcolo

Questo è ciò che afferma il gruppo di Martinis, posizione però contestata da altri esperi del settore. Secondo IBM ciò non sarebbe esatto: Sycamore ha dato certamente un risultato interessante ma il supercomputer Summit, sviluppato proprio da IBM e operativo dal 2018 presso l’Oak Ridge National Laboratory, in Tennessee, con i suoi oltre 10 petabyte di memoria che lo rendono ad oggi il computer tradizionale più potente in assoluto, sarebbe stato in grado di risolvere il medesimo calcolo in poco più di un paio di giorno.
Una discrepanza non da poco, a dire il vero, tra pochi giorni e ben 10mila anni di bit sotto i ponti ne passano davvero tanti, ma ciò non toglie che la prestazione di Sycamore sia degna di nota.
Gli esperti di IBM, inoltre, sono convinti che non si potrà mai parlare di “supremazia quantistica” – per altro, a detta loro, non ancora raggiunta – perché i computer quantici non soppianteranno i computer classici, bensì «lavoreranno di concerto, poiché ognuno ha propri punti di forza unici».
Ad ogni modo, i computer quantistici dimostrano una capacità di svolgimento di calcolo e misurazione ben al di sopra dei computer tradizionali e prospettano la possibilità di operare a velocità elevatissime.

Sfruttare le super potenzialità

Intanto gli inventori Sycamore stanno lavorando già alle possibili applicazioni: in campo di fisica e chimica quantistica, nel machine learning generativo e in diverse applicazioni informatiche. Sycamore è completamente programmabile e può eseguire algoritmi quantistici per scopi generici. Gli obiettivi primari sono di sfruttare le potenzialità dei processori quantici di prossima generazione per la ricerca accademica così come in campo industriale.
C’è da scommettere, dunque, che avremo modo di vedere a breve ciò si potrà davvero fare con i computer quantistici. Il futuro, quindi, è arrivato.

I risultati dell’esperimento californiano sono stati pubblicati a fine ottobre su Nature, rivista scientifica che il 4 novembre scorso ha festeggiato i suoi primi 150 anni.

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