Google e la fisica quantistica
Il computer quantistico di Google è arrivato e per ora supera ogni record. L’annuncio è stato dato dai ricercatori dell’AI Lab di Google : “Il computer quantistico arriva ai risultati 100 milioni di volte più velocemente di un computer convenzionale”. Ma non tutti sono d’accordo. Google ha annunciato di avere le prove che una discussa macchina acquistata nel 2013 possa davvero usare la fisica quantistica per elaborare più velocemente di un computer normale un tipo di matematica fondamentale per l’intelligenza artificiale. Governi e società informatiche come la Microsoft, Ibm e Google stanno cercando di sviluppare i cosiddetti computer quantistici perché lo sfruttamento della misteriosa, per certi versi, meccanica quantistica per rappresentare dati dovrebbe permettere di ottenere immense potenze di calcolo. I giganti informatici credono che i computer quantistici possano potenziare senza controllo i loro software di intelligenza artificiale e garantire scoperte scientifiche in campi quali la scienza dei materiali. La Nasa spera che i computer quantistici possano contribuire allo sviluppo di lanci spaziali e alla simulazione di nuove missioni e astronavi. «È sicuramente una tecnologia rivoluzionaria che cambierebbe il modo in cui facciamo ogni cosa», ha detto alla stampa Deepak Biswas, direttore delle tecnologie per le esplorazioni dell’Ames Research Center Nasa di Mountain View, in California. Le possibili applicazioni dei computer quantistici sono diverse: sviluppo dell’intelligenza artificiale, scoprire nuovi materiali, simulare nuove missioni spaziali della Nasa.
Un nuovo modo di utilizzare il computer
Un computer quantistico (o quantico) è un nuovo dispositivo per il trattamento ed elaborazione delle informazioni che per eseguire le classiche operazioni sui dati utilizza i fenomeni tipici della meccanica quantistica, come la sovrapposizione degli effetti. Per decenni, l’aumento della potenza dei computer è andato di pari passo con la miniaturizzazione dei circuiti elettronici, un fenomeno codificato empiricamente nella Legge di Moore: la densità dei transistor su un microchip e la relativa velocità di calcolo raddoppiavano ogni 18 mesi circa.La miniaturizzazione dei componenti, però, non può procedere all’infinito, e in effetti si è fermata alle soglie del mondo microscopico, governato dalle leggi della meccanica quantistica. Con una felice intuizione dei teorici della computer science, la meccanica quantistica, da limite che era, è stata trasformata in un’opportunità grazie a cui realizzare una macchina per il calcolo automatico caratterizzata da una potenza di calcolo enormemente superiore a quella dei computer convenzionali: il computer quantistico. Al posto dei convenzionali bit, le unità d’informazione binaria, indicate convenzionalmente dalle cifre 0 e 1, e codificate dai due stati “aperto” e “chiuso” di un interruttore, nel computer quantistico si usano i “qubit”, codificati dallo stato quantistico di una particella o di un atomo. Lo spin di una particella per esempio, ha due orientamenti o stati “su” e “giù” che possono codificare le informazioni binarie. In occasione di un incontro presso il centro di ricerca, uno dei ricercatori ha parlato del lavoro condotto assieme a Google su una macchina acquistata nel 2013 dalla startup canadese D-Wave Systems, che viene pubblicizzato oggi come “il primo computer quantistico commerciale al mondo”. Il computer è installato all’interno dell’Ames Research Center della Nasa ed elabora i dati utilizzando un chip superconduttore conosciuto come “annealer” (in italiano traducibile con ricottore). Un “ricottore quantico” è codificato con un algoritmo idoneo ai “problemi di ottimizzazione”, i quali sono comuni ai software di apprendimento automatico e intelligenza artificiale. I chip della D-Wave sono controversi per la comunità di fisici quantistici. I ricercatori della società non sono stati particolarmente chiari nel dimostrare che questi dispositivi riescono a sfruttare la fisica quantistica per superare computer convenzionali. Il responsabile del Quantum AI Lab di Google a Los Angeles, ha detto che i suoi ricercatori sono giunti a prove conclusive. Avrebbero infatti allestito una serie di test fra il computer D-Wave e un convenzionale computer con processore singolo. «Su un problema creato appositamente per dimostrare il concetto abbiamo ottenuto una prestazione 100 milioni di volte più veloce rispetto al normale», ha detto Neven. Google ha appena pubblicato un documento di ricerca all’interno del quale sono descritti i suoi risultati, ma il documento non è ancora stato esaminato. Neven ha annunciato la prossima pubblicazione su una rivista scientifica. I risultati di Google sono di grande impatto e potrebbero fare intravedere un futuro davvero diverso.