A settembre 2019 la NASA ha pubblicato un post sul suo sito web in cui si affermava che Google aveva raggiunto la supremazia quantistica. La notizia, pur prontamente rimossa, è stata subito rilanciata dal Financial Times e non è mai stata smentita dall’azienda di Mountain View. La conferma ufficiale è anzi arrivata il successivo 12 dicembre dall’ingegnere Google Alan Ho, nel corso dell’annuale evento B2Q dedicato proprio al tema dei computer quantistici. 

Stando alle dichiarazioni della stessa azienda, Google avrebbe sviluppato un computer quantistico in grado di eseguire calcoli complessi in tempi estremamente brevi: per quello eseguito nel test in questione, sono bastati solo 3 minuti e 20 secondi contro i 10.000 anni che avrebbe impiegato la più potente macchina oggi esistente. In questo scenario, si impone da sé il tema della supremazia quantistica, un argomento – almeno fino a qualche tempo fa – dal sapore fantascientifico che in realtà rappresenta un traguardo fondamentale al quale scienziati ed ingegneri informatici ambivano da diverso tempo.

La supremazia quantistica consiste nella capacità di un dispositivo quantistico di svolgere calcoli che un dispositivo classico non sarebbe in grado di portare a termine. 

È facile capire, quindi, perché questa notizia sia stata paragonata per importanza a quella del primo volo aereo dei fratelli Wright avvenuto nel 1903 e perché, come accadde allora, abbia scatenato un dibattito all’interno della comunità scientifica ed informatica di tutto il mondo, spaccandola prevedibilmente in due: scettici da una parte, entusiasti dall’altra.

Facciamo un passo indietro: quali sono le implicazioni di questa notizia? Che cos’è il quantum computing?

Cos’è il quantum computing

Il quantum computing è frutto di una serie di studi dedicati alla meccanica quantistica, un pilastro della fisica moderna, e fa riferimento a tutti quei dispositivi che funzionano in maniera completamente differente rispetto ai computer tradizionali ai quali siamo abituati oggi. 

I computer quantistici, infatti, sfruttano fenomeni a livello subatomico quali la sovrapposizione degli stati e l’entanglement. Non è questo il contesto per una lezione di fisica quantistica: ci limiteremo a dire che un dispositivo di questo tipo ha possibilità altrimenti inaccessibili ad un computer normale e, secondo gli esperti, un giorno sarà in grado di dare vita ad intelligenze artificiali estremamente evolute e superare facilmente i sistemi crittografici moderni

Lo sviluppo di tale tecnologia potrebbe avere importanti applicazioni nella ricerca medica, nella creazione di nuovi materiali, nelle comunicazioni, nell’AI e perfino nella tecnologia militare. Non è un caso, del resto, che molte aziende che operano nel settore IT e tecnologia abbiano fatto del quantum computing una priorità.

I computer quantistici saranno presto di uso comune?

Davanti alla notizia che Google aveva raggiunto la supremazia quantistica, sono stati in molti a porsi questa domanda. La risposta, al momento, sembra essere negativa. Il traguardo raggiunto da Google, per quanto importante, rappresenta un piccolo passo in più verso il quantum computing ma non ne implica ancora una diffusione capillare, almeno non in tempi brevi.  

Pur trattandosi di sistemi e soluzioni nei quali vengono investiti miliardi di dollari già da molti anni, non sembra ancora esserci una declinazione di tipo pratico nella vita quotidiana dell’essere umano. È stata questa la dichiarazione di IBM in risposta all’annuncio della supremazia quantistica ottenuta da Google. Stessa posizione, del resto, sostenuta anche da numerosi altri enti appartenenti alla comunità informatica e scientifica, i quali hanno avversato l’esperimento del colosso statunitense sostenendo che il calcolo svolto non avesse alcun corrispettivo pratico e che, addirittura, non avesse una vera e propria validità a causa di presunti problemi tecnici durante il test.

Non tutti sono stati così scettici, però. Chad Rigetti, founder di una tra le più importanti aziende impegnate nel settore del quantum computing, ha affermato che il risultato conseguito da Google non solo è stato importantissimo per la comunità scientifica ma anche che, in un futuro non troppo lontano, tali dispositivi saranno in grado di risolvere autonomamente problematiche commerciali rilevanti.

Opinioni nettamente differenti tra loro: chi ha ragione? Difficile a dirsi. Probabilmente dovremo attendere ancora un po’ per poter comprendere le effettive implicazioni nel futuro (un futuro comunque non strettamente prossimo).

Possibili applicazioni dei computer quantistici

Il quantum computing, come tutte le tecnologie emergenti, apre la porta a possibilità e scenari interessanti per l’essere umano. Anche se ad oggi è estremamente complesso definire con certezza quali saranno le effettive applicazioni dei computer quantistici e, soprattutto, come questi verranno utilizzati dalle istituzioni e dalle aziende per ottenere risultati, è comunque possibile immaginare alcuni possibili scenari.

Tra i campi in cui tale tecnologia potrebbe trovare piena applicazione ci sono gli studi relativi ai cambiamenti climatici che stanno sconvolgendo il nostro pianeta: in futuro una possibile soluzione potrebbe arrivare proprio da qui. Un altro possibile impiego riguarda le simulazioni chimiche per la progettazione di nuovi farmaci ma anche di nuovi materiali; e ancora, il quantum computing potrebbe aiutare a risolvere problemi di ottimizzazione, così come potrebbe aprire nuove possibilità nei settori della crittografia e del machine learning

Va da sé che le sfide ingegneristiche da affrontare sono ancora molteplici e ancora lontanissime dal rendere il quantum computing accessibile in modo semplice o economico. Anche per questo restano in sospeso i dubbi sui rischi e i pericoli che potrebbero generare: qual è, insomma, l’altro lato della medaglia? Da che parte pende la bilancia dei pro e dei contro? Al di là di facili entusiasmi, i computer quantistici potranno davvero migliorare le nostre vite e l’ambiente in cui viviamo? Tante domande ma, per ora, poche risposte. Tuttavia c’è da essere ottimisti: per dirla con le parole di Leonardo De Cosmo in un suo recente articolo su Le Scienze, “se la cosiddetta legge di Neven si rivelerà corretta, l’attesa sarà davvero breve”.