Il calcolo quantistico non è ancora abbastanza avanti da poter aiutare a frenare la diffusione di questo focolaio di coronavirus. Ma questo campo emergente dell'informatica aiuterà quasi sicuramente scienziati e ricercatori ad affrontare le crisi future.

"Possiamo comprimere la velocità con cui scopriamo, Per esempio, un trattamento o un approccio a questo?" chiede Dario Gil, il direttore di IBM Research. "L'obiettivo è fare tutto quello che stiamo facendo oggi in termini di scoperta dei materiali, chimica, Cose così, (in) fattori di 10 volte migliori, 100 volte meglio, "

E quello, lui dice, "potrebbe cambiare le regole del gioco".

L'informatica quantistica è la prossima grande novità nel campo dell'informatica, e promette progressi esponenziali nell'intelligenza artificiale e nell'apprendimento automatico per il prossimo decennio e oltre, portando a potenziali scoperte nel settore sanitario e farmaceutico, fertilizzanti, carica batteria, e servizi finanziari.

Per un consumatore con un fondo pensione, "i computer quantistici nei prossimi 10 o 15 anni ... possono aiutarti a prendere decisioni finanziarie personali migliori attraverso i calcoli che sta facendo il tuo broker, "dice Bob Sutor, un vicepresidente di IBM Research incaricato di guidare l'ecosistema del calcolo quantistico.

IBM, con 15 sistemi quantistici distribuiti, è all'avanguardia nell'informatica quantistica. U.S. TODAY ha recentemente visitato un laboratorio quantistico a Yorktown Heights, New York.

Ma Google, Amazzonia, Intel, Microsoft e Honeywell sono tra gli altri sostenitori della tecnologia che lavorano nel campo, così come diverse startup globali sostenute da venture.

Il governo degli Stati Uniti, che è in una corsa quantistica contro la Cina, ha anche prestato supporto. Alla fine del 2018, Il presidente Trump ha firmato il National Quantum Initiative Act per finanziare la ricerca quantistica per un importo di $ 1,2 miliardi in un periodo di cinque anni.

Ecco una guida per aiutare a demistificare l'informatica quantistica, di cui quasi sicuramente sentirete parlare molto di più negli anni a venire.

Che cos'è l'informatica quantistica?

Non è facile capire l'informatica quantistica o il campo della fisica che sfrutta, meccanica quantistica. Ma tali macchine, costano milioni, sono progettate per modellare la natura.

Nei termini più semplici, sono esponenzialmente più potenti di quelli che consideriamo i computer classici, le cui unità fondamentali di base sono espresse in 1 o 0, o bit. Il calcolo quantistico fa un salto di qualità con i cosiddetti bit quantistici o "qubit" in breve.

Pensaci in questo modo:se lanci una moneta, atterrerà come testa o croce, o in quei classici termini informatici, 1 e 0. Ma qual è lo stato di quella moneta quando sta ancora girando? È un po' dove sono i qubit, non necessariamente come 1 o 0, ma come tutte le possibilità intermedie.

Ora portiamo avanti l'analogia. Se lanci due monete nel mondo fisico, la testa o la croce di una moneta non ha alcuna attinenza con l'altra. Qubit, anche se, può essere impigliato in più stati contemporaneamente.

"Questo è uno di quei momenti tipo "La Terra non è piatta", "Dice Gil. "C'è davvero una rivoluzione in corso".

Che aspetto hanno i computer quantistici

Un chip di computer quantistico viene mantenuto a una temperatura più fredda dello spazio esterno in un cilindro che fa parte di un elaborato apparato refrigerato. Il sistema ha più di 2, 000 componenti, compresi i dispositivi di raffreddamento del tubo di impulso, linee coassiali superconduttrici, una camera di miscelazione e vari circuiti. Assomiglia a un lampadario di fantasia.

A che punto è l'informatica quantistica?

A maggio 2016, IBM è diventata la prima azienda a mettere un computer quantistico sul cloud, dove chiunque abbia le conoscenze informatiche potrebbe eseguire esperimenti.

Attualmente, più di 150 miliardi di programmi ed esecuzioni sono stati eseguiti sulle macchine quantistiche di IBM, di oltre 200, 000 utenti registrati in oltre 140 paesi. Ci sono più di 12, 000 utenti attivi mensili, e, in un giorno tipico, le macchine nel cloud eseguono oltre 400 milioni di circuiti quantistici.

IBM afferma di aver firmato contratti sul quantum con più di 100 università, laboratori e aziende nazionali.

Per esempio, I ricercatori quantistici di IBM stanno collaborando con le controparti della casa madre di Mercedes-Benz Daimler per sviluppare batterie di prossima generazione per veicoli elettrici. IBM sta inoltre collaborando con Delta Air Lines per esplorare opportunità quantistiche nel settore dei viaggi.

Lo scorso ottobre, Google ha affermato di aver raggiunto quella che è stata descritta come "supremazia quantistica". È stato in grado di eseguire un calcolo in 200 secondi che presumibilmente richiederebbe a un classico supercomputer all'avanguardia circa 10, 000 anni da gestire.

IBM ha respinto. La società ha sostenuto all'epoca che una simulazione ideale dello stesso compito può essere eseguita su un sistema classico in 2 giorni e mezzo e con una fedeltà molto maggiore, che a quel punto si diceva fosse un conservatore, stima del caso peggiore.

Gil ha detto a U.S. TODAY che "le persone non fanno distinzione di ciò che è un esperimento di laboratorio, rispetto a quello che è un vero sistema."

Le affermazioni sull'informatica quantistica continuano ad arrivare.

Proprio questa settimana, Honeywell ha annunciato che quello che ha detto è "il computer quantistico più potente di sempre, " fissato per un rilascio a metà del 2020. Honeywell ha formato una partnership strategica con JPMorgan Chase intorno a soluzioni finanziarie che sfruttano la quantistica. JPMorgan fa anche parte dell'ecosistema quantistico di IBM.

Ma questi sono ancora i primi giorni. Gil afferma che l'informatica quantistica oggi si trova più o meno nello stesso punto in cui si trovava l'intelligenza artificiale nel 2010.

Il suo collega IBM Sutor afferma:"Giusto per essere chiari, nessuno sul pianeta ha un computer quantistico che oggi può fare meglio dei nostri computer classici".

Ma IBM dice che può raddoppiare la potenza di un computer quantistico ogni anno, e ad un certo punto attraversare una soglia alla quale le macchine quantistiche potrebbero saltare oltre i computer classici, almeno per affrontare certi tipi di problemi.

Ci sono rischi per la sicurezza?

Potrebbe esserci. I grandi computer quantistici "fault-tolerant" del futuro - e tali computer non sono ancora dietro l'angolo - hanno il potenziale per violare gli attuali sistemi di crittografia. IBM sta collaborando con il National Institute of Standards and Technology (NIST) per modificare gli standard di crittografia che promettono di mantenere efficienti i sistemi quantistici e allo stesso tempo di proteggerli.

Anche se le minacce alla sicurezza potrebbero essere lontane anni, Gil sottolinea l'urgenza di prepararsi ora. "Non puoi semplicemente sederti e ignorare il problema, "dice Gil.

Anche tra anni, non dovresti aspettarti di avere un computer quantistico seduto sulla tua scrivania.

Ma la tecnologia resa possibile dai computer quantistici inizierà a inserirsi nel supportare e rendere più potenti le app consumer. E la società trarrebbe vantaggio se i computer quantistici riuscissero a fermare una potenziale pandemia prima che inizi davvero.

"La natura stessa è un grande computer, "Sutor dice, nel modo in cui atomi, molecole e luce interagiscono. "Possiamo imparare abbastanza su come funziona davvero e sfruttarlo per le nostre esigenze di elaborazione con i problemi più difficili che abbiamo?"