AS_02_2019

SCENARI primo piano 38 Marzo 2019 Automazione e Strumentazione sia possibile eseguirli su processori quantistici ‘rumorosi’, minimizzando i disturbi già nella fase di progettazione degli algoritmi. In questo caso l’obiettivo sarebbe quello di costruire dei flussi di elaborazione che si sviluppino a ‘bassa profon- dità’, cioè con delle sequenze minime di opera- tori logici o circuiti di base (come quelli basati sui tradizionali gate), riducendo al massimo l’inter- vento di elementi che svolgono delle operazioni aggiungendo disturbi. In altre parole, per ridurre il rumore su un proces- sore quantistico, è necessario trovare delle scor- ciatoie matematiche per minimizzare il numero dei passaggi richiesti per risolvere il problema. Algoritmi per il mondo reale I computer quantistici hanno il potenziale per aggirare molti ostacoli che limitano la capa- cità di calcolo dei computer classici in alcuni campi specifici , risolvendo in pochi secondi dei problemi che richiederebbero a un compu- ter tradizionale dei tempi praticamente infiniti. Ma si tratta di problemi che, in genere, sono molto specifici. Naturalmente, vista la prossimità del campo applicativo con il principio di funzionamento della macchina, è molto probabile che il cal- colo quantistico si dimostrerà particolarmente efficace per descrivere il comportamento dei sistemi di particelle e la dinamica di elementi e composti chimici. Un campo di applicazione in cui i sistemi di cal- colo quantistici potrebbero fare sentire molto presto il loro peso è nella soluzione dei problemi di ottimizzazione , come quelli che riguardano la ricerca delle topologie più efficienti per minimiz- zare o massimizzare un percorso. Anche in que- sto caso potrebbero beneficiarne le reti neurali , per migliorare le procedure di apprendimento e di configurazione dell’elaborazione. È prevedibile che gli hardware quantistici potranno risolvere problemi di fattorizzazione di numeri interi in modo quasi istantaneo , produ- cendo un grande balzo in avanti nella crittografia a coppia di chiavi. In pratica, si potranno codifi- care e decodificare velocemente le informazioni criptate con molte delle tecnologie attualmente più diffuse, con notevoli vantaggi e qualche svan- taggio in termini di protezione dei dati. Infatti, per mantenere sicuro un sistema critto- grafico a doppia chiave, potrebbe essere neces- sario allungare la chiave pubblica, in modo da aumentare comunque i tempi di calcolo portan- doli a superare anche le possibilità dei nuovi hardware quantistici. Se si riuscirà a realizzare dei modi efficienti per conservare e trasmettere dei sistemi di particelle ‘entangled’ , cioè delle particelle elementari i cui stati quantistici rimangono correlati a pre- scindere dalla distanza, come potrebbero essere degli elettroni o dei fotoni, si potranno anche tra- smettere delle chiavi di codifica intrinsecamente sicure. Infatti, quando lo stato di una particella del sistema entagled viene letto, cioè sottoposto a misura, questo decade in maniera identica a quello con cui è accoppiato. Un sistema di codi- fica basato su chiavi entangled permetterebbe l’utilizzo sicuro a prescindere dalla distanza di chiavi correlate, che manterrebbero traccia di ogni tentativo di essere lette. In ultima analisi, i sistemi quantistici e quelli paral- leli di tipo canonico hanno punti di forza differenti e vantaggi nell’uso congiunto, che li renderebbero perfettamente adatti a convivere nel tempo. Il fenomeno quantistico dell’entaglement potrebbe trovare utilizzo nella trasmissione sicura dei codici chiave per la criptazione dei dati