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Professore di #Yale gareggia con #Google e #IBM per il primo computer quantistico
pubblicato il 11 dicembre 2017 alle ore 10:35

Tre colossi del mondo tecnologico - Google, IBM e Intel – stanno utilizzando un metodo ideato da Robert Schoelkopf, professore all'Università di Yale, e da un ristretto gruppo di fisici, mentre gareggiano fra di loro per costruire una macchina che avrà il potere di accelerare tutto l'ambito della ricerca scientifica, dalla scoperta di nuovi farmaci allo sviluppo dell'intelligenza artificiale. Dopo che la loro ricerca ha aiutato ad alimentare il lavoro di tanti altri ricercatori, il professor Schoelkopf ed altri due professori di Yale hanno aperto la loro azienda (Quantum Circuits) per produrre il loro computer quantistico. La sede è subito dietro L'Università di Yale, dove lavorano e sono spalleggiati, economicamente parlando, da Sequoia Capital, che insieme ad alcuni investitori ha finanziato l'azienda con 18 milioni di dollari. “Negli ultimi anni , è diventato abbastanza evidente per me e per altri ricercatori in giro per il mondo che abbiamo abbastanza dati per poter costruire un sistema funzionante,” ha detto Robert Schoelkopf. “Questa è una tecnologia che possiamo iniziare a commercializzare.”

I computer quantistici non sono semplici da comprendere perchè si comportano in maniera controintuitiva ma è proprio questa particolarità che gli permette di effettuare calcoli ad una velocità che non sarebbe possibile con computer normali.

Quando venne costruito il primo computer, nel 1940, il mondo del calcolo dei dati venne rivoluzionato. Per il primo linguaggio di programmazione dobbiamo attendere il 1950 e i computer digitali da colossi impratici si trasformarono in strumenti fondamentali nella vita lavorativa di tutti i giorni. Quando infine arrivarono mouse e tastiere, nel 1960, i computer finalmente iniziarono a uscire dall'ambito prettamente industriale per approdare nel mercato di massa. C'è ora una tecnologia che ha il potenziale di cambiare il mondo in modi ancora più drastici. Benvenuti nel mondo dei computer quantistici.

Qualsiasi computer abbiate mai incontrato fino ad ora parte dal principio di macchina di Touring (Enigma ovvero il primo vero computer) :

le macchine manipolano piccole particelle di informazioni, chiamate bits, che possono esistere o come 0 o come 1, un sistema conosciuto come binario. La differenza principale dei computer quantistici è che non sono limitati da queste due opzioni. I loro “bits quantici”, o qubits, possono esistere come 0, 1 o come una sovrapposizione di 0 e 1 - che sarebbe sia 0 , 1 che tutti i punti in mezzo – solo quando li misuriamo “decidono” un valore. Questo è il motivo per cui la scoperta è così innovativa: i computer convenzionali possono elaborare solo un calcolo alla volta; i più veloci hanno dei metodi per fare svolgere a più componenti compiti differenti simultaneamente. Ma la possibilità di correlazione dei qubits dà ai computers quantistici l'abilità di elaborare milioni di calcoli insieme.

Questo non è l'unico motivo che ci impressiona così tanto di questi computers: c'è anche il fenomeno di entaglement (correlazione quantistica). I qubits non esistono nel vuoto. Generalmente sistemi multipli di qubits vengono correlati, cosicchè ognuno di loro possa prendere le stesse proprietà degli altri. Prendiamo un esempio di due qubits correlati: una volta che misuri un qubit questo “sceglie” un valore, ma visto che è correlato con un altro qubit, il valore di uno dei due darà istantaneamente il valore dell'altro senza aver bisogno di misurarlo. Più qubits aggiungiamo in entaglement più diventa complicato correlarli. Come dice la ricercatrice Marianne Freiberger per Plus Magazine: «All'aumentare il numero di qubits, il numero delle correlazioni cresce esponenzialmente: per n qubits ci sono 2 elevato all'ennesima potenza di correlazioni. Questo numero esplode facilmente: per descrivere un sistema di 300 qubits ci servirebbero più numeri di quanti atomi ci sono nell'universo». Nel futuro i computer quantistici potrebbero rivoluzionare ogni cosa: dal genoma umano all'intelligenza artificiale. Nel 1998, i ricercatori sono riusciti ad analizzare con successo informazioni da un singolo qubit, e nel 2000, gli scienziati del Los Alamos National Laboratory hanno svelato il primo computer quantistico a 7 qubit. Meno di due anni dopo Google, NASA e Lockheed Martin hanno avuto accesso a D-Wave, un computer quantistico da 1000 qubits. Nel 2016 IBM ha reso pubblico un simulatore di computer quantistico da 5 qubit con un progetto open source (IBM quantum experience) dove i ricercatori di tutto il mondo possono aiutare ad innovare questa macchina dal potenziale elevatissimo. I colossi del mondo tecnologico partono avvantaggiati nei confronti delle aziende meno conosciute perchè dispongono di più capitale. Ma anche le start up hanno qualche vantaggio. “Team ristretti di persone eccezionali possono fare cose eccezionali” ha detto Bill Coughran, co-investitore di Sequoia che ha supervisionato la creazione di Google. “Non ho mai visto team numerosi dentro ad aziende grosse fare qualcosa di innovativo.”

Anche se Quantum Circuits sta usando lo stesso metodo di sviluppo dei competitors, ma con una differenza, al posto di costruire un grosso computer quantistico stanno costruendo più macchine piccole che possono essere collegate insieme. Il professore Schoelkopf dice che questo metodo renderà più semplice correggere gli errori dei calcoli quantistici - uno dei problemi maggori nella costruzione di queste complesse macchine. Chi riuscirà a completarlo prima: una startup o un colosso? Ai posteri l'ardua sentenza.

Paolo Vella
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