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Maggio 2024 n Automazione e Strumentazione Approfondimenti 36 INDAGINE L’ origine del calcolo quantistico risiede nella fisica teorica, in particolare con le teorie di meccanica quantistica che emergono nella prima metà del ventesimo secolo per la descrizione del comportamento delle particelle subatomiche. Fisici come Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, Werner Heisenberg e Erwin Schrödinger hanno contribuito allo sviluppo di questa teoria, introducendo concetti come quan- tizzazione dell’energia, dualità onda-particella e principio di indeterminazione. Negli anni 70 vari scienziati teorizzarono la possibilità di realizzare un computer che sfruttasse fenomeni quantistici naturali e particolari stati della materia in grado di accelerare l’esecuzione di calcoli su serie complesse di dati. Tuttavia, il vero punto di svolta avvenne negli anni 80, quando il fisico Richard Feynman suggerì che i computer quantistici potessero simulare la fisica quantistica in modo più efficiente rispetto ai compu- ter classici. In seguito, nel 1985, David Deutsch pro- pose il concetto di qubit (quantum bit o bit quanti- stico) come unità fondamentale di informazione nel calcolo quantistico. Nel 1994, Peter Shor sviluppò l’algoritmo di fattorizzazione di numeri primi, dimostrando che i computer quantistici avrebbero potuto fattorizzare grandi numeri composti in fat- tori primi in tempo polinomiale, rendendo vulnera- bili molti algoritmi crittografici utilizzati comune- mente. Da quel momento, gli algoritmi quantistici veloci ed efficienti sono stati sviluppati per molte delle nostre attività classiche: simulando sistemi fisici in chimica, fisica e scienza dei materiali, cer- cando un database non ordinato, risolvendo sistemi di equazioni lineari e Machine Learning. Pochi anni dopo, nel 1996, Lov Grover propose l’ algoritmo di ricerca quantistica, offrendo una ricerca più effi- ciente in un elenco non ordinato rispetto all’algo- ritmo classico. Negli ultimi decenni, ci sono stati significativi progressi nella realizzazione di qubit su diverse piattaforme fisiche (superconduttori, ioni intrappolati) e sull’implementazione di nuove tecniche per controllare e manipolare i qubit, oltre a miglioramenti nell’isolamento dagli errori quan- tistici. Con l’avanzamento della tecnologia quanti- stica, si sono aperte nuove prospettive in una vasta gamma di settori, dalla crittografia alla chimica computazionale, dalla ricerca di nuovi materiali alla simulazione molecolare. Mercato e Trend Secondo le previsioni degli analisti di Morgan Stanley, il mercato dell’informatica quantistica di fascia alta, attualmente stimato da IBM tra i 5 e i 6 miliardi di dollari all’anno, è proiettato a cre- L’avanzamento tecnologico spinge verso una crescente richiesta di sistemi informatici più rapidi ed efficienti. Il calcolo quantistico si presenta come una soluzione affascinante, apportando nuove opportunità. Tuttavia, è cruciale affrontare sfide tecnologiche e sociali legate alla sua introduzione e utilizzo. Armando Martin La potenza e i dilemmi del calcolo quantistico A FIL DI RETE www.ibm.com https://thequantuminsider.com www.meetiqm.com L’EVOLUZIONE DEL CALCOLO QUANTISTICO: SFIDE TECNOLOGICHE E NUOVE POSSIBILITÀ IBM Heron, soluzione di quantum computing modulare (fonte: IBM Research)