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Informatica quantistica

La Cina potrebbe aver preso il comando nella corsa all'informatica quantistica dopo aver recentemente annunciato di aver infranto un record per la risoluzione di un problema complesso.

 

Nel 2019, Google ha riferito che il suo processore Sycamore da 53 qubit aveva completato in 3,3 minuti un'attività che avrebbe richiesto almeno 2,5 giorni a un supercomputer tradizionale. Lo scorso ottobre, il processore quantistico cinese Zuchongzhi 2 a 66 qubit avrebbe completato lo stesso compito 1 milione di volte più velocemente. Tale processore è stato sviluppato da un team di ricercatori del Centro cinese per l'eccellenza nell'informazione quantistica e nella fisica quantistica, in collaborazione con lo Shanghai Institute of Technical Physics e lo Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology.

 

Informatica quantistica 2

I supercomputer tradizionali come quelli delle forze armate statunitensi e del 56° Istituto di ricerca dell'Esercito popolare di liberazione vengono utilizzati per condurre simulazioni complesse per la progettazione di apparecchiature, elaborare immagini e segnali per individuare obiettivi e punti di interesse e analizzare oceani di dati per comprendere tendenze e connessioni nascoste. Ma alcune attività richiedono tempo e risorse, perché anche i bit di elaborazione più piccoli richiedono tempo per passare da 1 a 0.

 

Cristalli quantistici 3

I computer quantistici superconduttori possono aggirare i limiti fisici creando una sovrapposizione dei valori 1 e 0. In sostanza, i bit di calcolo standard devono essere 1 o 0. Ma a temperature estremamente basse, le proprietà fisiche della materia subiscono cambiamenti significativi. I computer quantistici superconduttori sfruttano queste modifiche per creare qubit (bit quantistici), che non sono limitati dagli ostacoli di elaborazione che devono affrontare i computer tradizionali. I qubit possono essere sia 1 che 0, contemporaneamente. Ciò promette di velocizzare immensamente l'elaborazione, consentendo d'ora in poi di affrontare problemi irrisolvibili come la decifrazione di codici, spingendo l'IA e l'apprendimento automatico e la progettazione di materiali, prodotti chimici e medicinali a nuovi livelli.

 

con il quantum computing addio al sistema binario

Le potenze scientifiche e militari del mondo stanno spendendo miliardi di dollari nella corsa per trasformare questa promessa in realtà. La Cina ha registrato diversi notevoli progressi negli ultimi anni. Nel 2020, l'Università della Scienza e della Tecnologia della Cina, sede del principale studioso cinese di informatica quantistica Pan Jianwei, ha condotto le prime comunicazioni quantistiche basate sullo spazio, utilizzando il satellite Micius per creare un collegamento dati ultra sicuro tra due stazioni di terra separate da più di 1.000 miglia.

 

quantum computing 1

A ottobre, un team cinese ha riferito che il suo processore Jiuzhang 2 basato sulla luce potrebbe completare in un millisecondo un'attività che a un computer convenzionale richiederebbe 30 trilioni di anni. Questa svolta ha segnato una nuova velocità massima per un processore quantistico i cui qubit sono basati sulla luce, e non sono superconduttori. Gli stati quantistici necessari per il funzionamento dei computer superconduttori sono delicati, possono essere instabili e tendono a causare un gran numero di errori. Tuttavia, anche i supercomputer basati sulla luce hanno i loro svantaggi, perché è difficile aumentare il numero di fotoni in questo tipo di computer quantistico, a causa del loro stato delicato. Resta da vedere quale metodo sarà più diffuso.

 

quantum computing 3

Questi risultati derivano dall'enfasi di Pechino sulla ricerca sull'informatica quantistica. Secondo quanto riferito, la Cina sta investendo 10 miliardi di dollari nel settore e afferma di aver aumentato la spesa nazionale in ricerca e sviluppo del 7% lo scorso anno. Al contrario, il governo degli Stati Uniti ha dedicato 1,2 miliardi di dollari alla ricerca sull'informatica quantistica nel 2018 nell'ambito di una nuova strategia nazionale. L'anno scorso, il Senato ha approvato un disegno di legge per creare una  Direzione della Tecnologia e dell'Innovazione presso la National Science Foundation e aggiungere 29 miliardi di dollari per la ricerca sull'informatica quantistica e sull'intelligenza artificiale dal 2022 al 2026, ma attende la riconciliazione con un disegno di legge simile approvato il mese scorso.