I nostri computer, anche i più veloci, sembrano incapaci di resistere alle esigenze dell'enorme quantità di dati prodotti nella nostra società tecnologica. Ecco perché gli scienziati stanno lavorando su computer che utilizzano la fisica quantistica, o computer quantistici, che promettono di essere più veloci e potenti dei computer convenzionali.

Cos'è un computer quantistico? Un normale computer lavora con bit con un unico valore binario, o zero o uno. Al contrario, un bit quantico, o qubit, può memorizzare uno zero, un solo, sia zero che uno, o un numero infinito di valori intermedi. Ciò aumenta enormemente le capacità di calcolo.

Siamo ancora all'inizio di questa nuova era dell'informatica, e ci sono molti modi per utilizzare questa nuova tecnologia che devono ancora essere scoperti. Per esempio, la fattorizzazione di numeri primi molto grandi, un'attività strettamente correlata alla crittografia e alla sicurezza delle password, potrebbe essere uno dei tanti possibili usi dei computer quantistici.

Secondo la professoressa Sabrina Maniscalco, che dirige il gruppo Turku Quantum Technology in Finlandia, "L'algoritmo quantistico più famoso è l'algoritmo di Shor. Questo algoritmo, se eseguito su un computer quantistico, fattorizza i numeri interi in fattori primi più velocemente di qualsiasi algoritmo classico noto. Questo è notevole, poiché la lentezza della scomposizione in fattori primi è alla base dei metodi attualmente utilizzati per decifrare i messaggi."

Ma ci sono molti altri possibili usi di questa nuova tecnologia. Secondo uno studio recente riportato nella rivista peer-reviewed Progressi scientifici , "La disponibilità di un computer quantistico universale può avere un impatto fondamentale su un vasto numero di campi di ricerca e sulla società nel suo insieme. Una comunità scientifica e industriale sempre più ampia sta lavorando per la realizzazione di un tale dispositivo". I giganti dell'informatica Google e Microsoft stanno investendo molti soldi in questo campo di ricerca.

Utilizzando la fisica quantistica nei computer, gli scienziati potrebbero anche simulare reazioni chimiche per facilitare la progettazione di farmaci e migliorare l'apprendimento automatico.

Gli scienziati stanno persino immaginando la possibilità di bit quantistici reali trasmessi tra singoli moduli di calcolo quantistico con connessioni create da campi elettrici. L'obiettivo sarebbe quello di ottenere un'ampia macchina modulare con una capacità di calcolo impressionante.

La Professoressa Sabrina Maniscalco ha aderito al progetto QuProCS , nell'ambito del programma dell'Unione europea Future Emerging Technologies (FET). Il progetto sviluppa un approccio radicalmente nuovo per sondare sistemi quantistici complessi per simulazioni quantistiche.

"Un computer quantistico verrebbe utilizzato principalmente per gli stessi compiti per cui utilizziamo attualmente i computer. Sarebbe solo molto più veloce. Per questo motivo, potremmo risolvere problemi computazionali che non possiamo con nessun computer tradizionale, " afferma Maniscalco. "Ma un computer quantistico a grandezza naturale è ancora in fase di sviluppo. Potrebbe diventare realtà prima di quanto osassimo aspettarci".

Finalmente, attraverso l'informatica quantistica, gli scienziati sognano di indagare sulle risposte a domande fondamentali come la nascita della vita o l'origine dell'universo.