COMPUTER quantistici
vedi: https://it.wikipedia.org/wiki/Computer_quantistico
Ad oggi possiamo affermare come il computer quantistico sia un calcolatore capace di elaborare i dati in base alle proprietà offerte dalle leggi della fisica e i principi della meccanica quantistica, su cui si basa lo studio delle particelle subatomiche. Utilizzando i qubit, riesce a sfruttare i principi del calcolo quantistico per svolgere calcoli in maniera proporzionalmente molto più veloce rispetto ai sistemi tradizionali.
vedi qui molti particolari su questo tema:
https://tech4future.info/computer-quantistico-cose-cosa-fa/
È dagli anni ’80 che gli scienziati si cimentano nello sviluppo del computer quantistico, un super elaboratore che sfrutta le leggi della fisica e della meccanica quantistica per superare le barriere dei supercomputer di oggi e aprire nuovi orizzonti per l’intelligenza artificiale.
Ad oggi possiamo affermare come il computer quantistico sia un calcolatore capace di elaborare i dati in base alle proprietà offerte dalle leggi della fisica e i principi della meccanica quantistica, su cui si basa lo studio delle particelle subatomiche. Utilizzando i qubit, riesce a sfruttare i principi del calcolo quantistico per svolgere calcoli in maniera proporzionalmente molto più veloce rispetto ai sistemi tradizionali.
Cosa è il quantum computing ?
https://www.ibm.com/it-it/topics/quantum-computing
Sul quantum computing la svolta l’ha dettata Ibm quando ha presentato (al Consumer electronics show di Las Vegas 2019) il primo computer quantistico (o quantico) commerciale, l’Ibm Q System One. La potenza della computazione quantistica e della fisica subatomica è uscita dai laboratori per entrare nel mondo del business: il computer quantistico di Ibm, tramite il cloud, può essere impiegato dalle aziende per applicazioni commerciali che vanno dai modelli finanziari al farmaco personalizzato, dalle previsioni meteorologiche alla crittografia.
In questa corsa al computer quantistico più potente Ibm deve vedersela con Google, che in California ha un Quantum Artificial Intelligence Lab dedicato alla ricerca e sviluppo quantistico. Il laboratorio unisce strettamente il lavoro di Big G sull’intelligenza artificiale e quello sul calcolo quantistico focalizzandosi sullo sviluppo di semiconduttori e algoritmi dedicati. Il direttore John Martinis, uno dei massimi esperti di ricerca quantistica, ha aperto le danze dichiarando che il colosso californiano era vicino alla creazione del computer quantistico in grado di dimostrare la “quantum supremacy”, la superiorità del calcolatore quantistico sui supercomputer tradizionali. Così infatti è stato.
I nuovi sviluppi dei Computer quantistici:
Il nuovo chip di Google Willow punta a sfruttare i principi della fisica delle particelle, per realizzare un computer che in 5 minuti potrebbe risolvere problemi che gli odierni supercomputer più veloci al mondo risolvono impiegando milioni di anni.
Tuttavia, la maturità tecnologica dei computer quantistici attualmente disponibili sul mercato non permette di sfruttare appieno i più potenti algoritmi quantistici scoperti finora. Questi algoritmi richiedono macchine con migliaia di qubits e una precisione nelle operazioni di calcolo molto alta.
Oggi, i computer quantistici sul mercato, noti come NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum) computers, non hanno un numero sufficiente di qubits e non soddisfano le richieste dei maggiori algoritmi in termini di precisione. Tuttavia, esistono altri algoritmi quantistici che possono essere implementati su computer quantistici NISQ, a patto però che essi siano in grado di comunicare e lavorare in sinergia con i computer classici.
Integrare le due tecnologie significa creare una sinergia dove i supercomputer classici gestiscono l’organizzazione dei dati e l’esecuzione di operazioni tradizionali, mentre i computer quantistici si occupano dei compiti che sfruttano il parallelismo quantistico. Questo approccio ibrido consente di risolvere problemi complessi in tempi molto più ridotti e con una precisione superiore rispetto a quanto sarebbe possibile con uno solo dei due sistemi.
La collaborazione tra computer quantistici e supercomputer classici rappresenta una svolta epocale nella computazione. Progetti come HPCQS dimostrano come questa integrazione possa accelerare la ricerca scientifica, espandendo le capacità di calcolo e aprendo nuove frontiere tecnologiche
Il primo di questi progetti, OpenSuperQPlus, rappresenta una risposta diretta agli sviluppi nel campo dei CQ (Quantum Computers) a superconduttori di IBM e Google. Coordinato da Frank Wilhelm-Mauch del Forschungszentrum Jülich, OpenSuperQPlus è focalizzato sullo sviluppo di un computer quantistico che utilizzi qubit a superconduttore, con un’attenzione particolare alla scalabilità e alla stabilità del sistema. Questo approccio punta a creare una piattaforma che possa essere adattata e migliorata in modo continuo, spingendo i limiti di ciò che è attualmente possibile nel settore. La tecnologia dei qubit a superconduttore è tra le più promettenti, poiché si avvicina al punto di realizzare un computer quantistico realmente utile e funzionante su larga scala.
A seguire, SPINUS Project si concentra su un altro approccio fondamentale: l’uso dei qubit di spin in materiali semiconduttori. Questo progetto punta a superare alcune delle sfide associate alla manipolazione dei qubit a superconduttore, come la coerenza e il controllo di precisione. Con questo obiettivo, SPINUS intende sviluppare una piattaforma che potrebbe rappresentare un’alternativa solida per l’industria futura della computazione quantistica, sfruttando materiali più facili da integrare nei processi tecnologici esistenti.
Il progetto Millenion-Quantum esplora un altro approccio interessante, basato sul quantum annealing. Questo metodo si distingue per il suo potenziale nell’ottimizzazione e nella risoluzione di problemi complessi, come quelli legati alla logistica, alla chimica computazionale e alla finanza. La forza di Millenion-Quantum risiede nel tentativo di utilizzare una tecnologia già collaudata, il quantum annealing, ma con un’architettura che migliora significativamente la capacità di risolvere problemi pratici, rendendo la computazione quantistica applicabile in scenari reali e industriali.
Un altro progetto di rilevanza è QLSI, che si concentra sullo sviluppo di una plataforma ibrida che integra diversi approcci fisici. L’idea alla base di QLSI è quella di combinare i vantaggi di più tecnologie, ad esempio i qubit a fotone e i qubit a superconduttore, per ottenere un sistema che sia più robusto e versatile rispetto a un’unica tecnologia. L’idea di integrare diversi sistemi fisici è quella di sfruttare i punti di forza di ciascun approccio, creando una piattaforma che può adattarsi meglio alle necessità di vari settori, come la simulazione molecolare o la crittografia quantistica.
Il progetto PASQuanS2 è focalizzato sulla simulazione quantistica. Le simulazioni quantistiche sono fondamentali non solo per comprendere i fenomeni naturali, ma anche per applicazioni in ambiti come la farmacologia, la chimica e la scienza dei materiali. PASQuanS2 intende sviluppare un sistema che consenta di simulare sistemi fisici complessi con un’accuratezza senza precedenti. Questo tipo di computazione, utilizzando qubit di fotone, promette di aprire nuove strade in campi come la progettazione di farmaci e nuovi materiali, offrendo vantaggi considerevoli rispetto alle tecnologie di calcolo tradizionali.
I Qubit al Germanio: La Chiave per Computer Quantistici Pratici?
Il germanio, spesso considerato il contraltare del silicio nella produzione di chip, sta emergendo come un candidato potente nel campo dell’informatica quantistica. Tradizionalmente relegato al mondo dei semiconduttori, il germanio ha suscitato l’interesse dei ricercatori nell’informatica quantistica per il suo potenziale nel superare uno degli ostacoli più significativi nello sviluppo di processori quantistici scalabili. Solo cinque anni fa è nato il concetto di qubit al germanio basato sullo spin, e ora questa tecnologia è diventata una delle piattaforme più avanzate nel campo in rapida evoluzione delle tecnologie quantistiche basate su semiconduttori.
Infine, il progetto EPIQUE, coordinato da Fabio Sciarrino della Sapienza Università di Roma, affronta un ambito particolarmente affascinante della computazione quantistica, quello dei qubit ottici. La tecnologia dei qubit a fotone si basa sull’utilizzo della luce per immagazzinare e manipolare informazioni. Questo approccio presenta il vantaggio di essere estremamente stabile e potenzialmente scalabile, oltre a consentire applicazioni in comunicazioni quantistiche e reti quantistiche. La realizzazione di un computer quantistico basato su fotoni potrebbe rappresentare una vera e propria rivoluzione, specialmente in ambiti come la criptografia quantistica e l’integrazione di sistemi di calcolo su larga scala.
Progresso nel Calcolo Quantistico all’Università di Harvard
Un recente e straordinario progresso nel campo del calcolo quantistico è stato realizzato da un team di scienziati dell’Università di Harvard. Hanno intrappolato con successo molecole per eseguire operazioni quantistiche, rappresentando un passo significativo verso l’avanzamento della tecnologia quantistica. Questo traguardo sfrutta le peculiarità delle molecole polari ultra-fredde come qubit, le unità fondamentali di informazione nei sistemi quantistici.
Lo studio condotto dai ricercatori di Harvard descrive il complesso processo di formazione di un gate ISWAP, un circuito quantistico fondamentale per la creazione di stati intrecciati. Per realizzare l’esperimento, il team ha intrappolato molecole di sodio-cesio (NaCs) utilizzando pinzette ottiche in un ambiente estremamente freddo. Grazie a questo approccio, i ricercatori hanno eseguito un’importante operazione quantistica, sfruttando le interazioni dipolo-dipolo elettriche tra le molecole.
I ricercatori hanno controllato con precisione la rotazione delle molecole, portando alla creazione di uno stato Bell a due qubit con un’accuratezza impressionante del 94%. Questo risultato rappresenta un traguardo cruciale per dimostrare la fattibilità dell’uso delle strutture molecolari nei calcoli quantistici.
Se l’IA è la tecnologia del decennio, all’orizzonte si profila una rivoluzione tecnologica altrettanto dirompente: il calcolo quantistico. È una rivoluzione che sta arrivando con un percorso ribaltato rispetto ad altre storie di successo dell’IT, partendo dagli algoritmi, in attesa dell’hardware che ancora deve raggiungere il mass market. Ma i CIO più visionari già scrivono i programmi e si tengono pronti per la prossima ondata di innovazione per le loro aziende. Il quantum computing, grazie a una potenza e velocità di calcolo senza precedenti, darà una competitività senza paragoni alle imprese che vi accederanno, rafforzando il loro utilizzo dell’intelligenza artificiale (IA).
Articolo in progress….
