AES_7 2022

Primo piano 25 DOSSIER Automazione e Strumentazione n Ottobre 2022 poco meno di un secolo fa elaborò la teoria secondo la quale ‘se un problema è umanamente calcolabile, allora esisterà una macchina di Turing in grado di cal- colarlo’; e poi Murray Gell-Mann , il padre dei quark, Premio Nobel per la Fisica 1969, che dallo studio delle particelle elementari aveva prefigurato la possibilità di sviluppo di un nuovo tipo di informatica. Le basi vere e proprie del calcolo quantistico si devono comunque a scienziati meno celebri, come il fisico britannico David Deutsch , che elaborò il principio secondo il quale un computer quantistico dovrebbe essere in grado di simulare qualsiasi esperimento fisico; il matematico Peter Shor , autore nel 1994 di un algo- ritmo di fattorizzazione potenzialmente utile per la crit- toanalisi; l’informatico indiano Lov Grover , ideatore di un algoritmo che aumenta l’efficienza nella ricerca nei database. Sulla scia delle loro ricerche si è arrivati nel 1997 al primo prototipo di computer quantistico rea- lizzato, manco a dirlo, da IBM nel Centro di Ricerca di Almaden (California); dove poi si è arrivati nel 2001 al primo elaboratore quantistico a 7 qubit. Da allora i passi avanti sono stati notevoli e negli ultimi anni c’è stata una corsa, da parte dei big dell’high-tech - oltre a IBM, Google, Microsoft, Intel - a investire nel settore, assieme a enti e istituzioni nazionali come il MIT, il Max Planck Institute, l’Istituto di Fisica e Tecnologia di Mosca, l’ETH di Zurigo e ad alcune startup come Rigetti e D-Wave. Quest’ultima, ad esempio, nel 2011 ha annunciato il D-Wave One, ela- boratore a 128 qubit, il primo computer quantistico commercializzato. Tra i progressi delle multinazionali va segnalato l’an- nuncio del 2017 di IBM che, attraverso la simulazione del funzionamento del computer quantistico puntava a spingere verso la barriera dei 56 qubit; successiva- mente, nel 2019, presentava sulla scena internazio- nale l’IBM Q System One, il primo computer quan- tistico ‘pubblico’, un sistema di calcolo quantistico universale approssimato progettato per uso scientifico e commerciale e contemporaneamente apriva a Pou- ghkeepsie (New York), il suo primo IBM Q Quantum Computation Center, mettendo a disposizione delle imprese alcuni dei sistemi di calcolo quantistico più avanzati. Un anno prima Google aveva annunciato un nuovo processore per computer quantistici da 72 qubit chiamato ‘Bristlecone’; e poco dopo Intel confermava lo sviluppo di un chip di test superconduttore da 49 qubit, detto ‘Tangle Lake’. Anche Microsoft è attiva sull’argomento e sta svilup- pando un insieme di tecnologie all’interno del progetto Azure Quantum; la stessa Amazon ha iniziato a for- nire un servizio di calcolo quantistico a supporto della ricerca scientifica; e poi ci sono progetti di sviluppo di quantum computing da parte di grandi gruppi come Toshiba, Fujitsu, Mitsubishi, Alibaba e altri ancora. Per i computer quantistici si sta già pensando di superare il qubit, con la possibilità di ottenere molteplici stati-quantistici sovrapposti con il ‘qudit’ Per il raffreddamento dei computer quantistici, soprattutto con la tecnologia dei ‘punti quantici’, potrebbe essere necessario mantenere i circuiti vicino allo zero assoluto, per farli funzionare come superconduttori