Una corsa delle aziende tecnologiche statunitensi per costruire una nuova generazione di potenti "computer quantistici" potrebbe ottenere un aumento di $ 1,3 miliardi dal Congresso, alimentato in parte dalla paura dei legislatori di una crescente concorrenza dalla Cina.

La legislazione approvata all'inizio di settembre dalla Camera dei rappresentanti degli Stati Uniti creerebbe un programma federale di 10 anni per accelerare la ricerca e lo sviluppo della tecnologia esoterica. Mentre il disegno di legge passa al Senato, dove ha anche un sostegno bipartisan, la Casa Bianca ha mostrato il suo entusiasmo per lo sforzo tenendo un vertice quantistico lunedì.

Gli scienziati sperano che il sostegno del governo aiuterà ad attirare un gruppo più ampio di ingegneri e imprenditori nel loro campo nascente. L'obiettivo è essere meno come i fisici di clausura del Progetto Manhattan che hanno sviluppato le prime bombe atomiche e più come l'ondata di stagnini e programmatori che hanno costruito fiorenti industrie attorno al personal computer, Internet e le app per smartphone.

CHE COS'È UN COMPUTER QUANTISTICO?

Descrivere il funzionamento interno di un computer quantistico non è facile, anche per i migliori studiosi. Questo perché le macchine elaborano le informazioni su scala di particelle elementari come elettroni e fotoni, dove si applicano le diverse leggi della fisica.

"Non sarà mai intuitivo, " disse Seth Lloyd, professore di ingegneria meccanica al Massachusetts Institute of Technology. "A questo livello microscopico, le cose sono strane. Un elettrone può essere qua e là allo stesso tempo, in due posti contemporaneamente."

I computer convenzionali elaborano le informazioni come un flusso di bit, ognuno dei quali può essere uno zero o uno nel linguaggio binario dell'informatica. Ma bit quantici, conosciuti come qubit, può registrare zero e uno contemporaneamente.

COSA PUÒ FARE?

In teoria, le proprietà speciali dei qubit consentirebbero a un computer quantistico di eseguire calcoli a velocità molto più elevate rispetto agli attuali supercomputer. Questo li rende ottimi strumenti per capire cosa sta succedendo nei regni della chimica, scienza dei materiali o fisica delle particelle.

Quella velocità potrebbe aiutare nella scoperta di nuovi farmaci, ottimizzare i portafogli finanziari e trovare migliori vie di trasporto o catene di approvvigionamento. Potrebbe anche far avanzare un altro campo in rapida crescita, intelligenza artificiale, accelerando la capacità di un computer di trovare modelli in grandi quantità di immagini e altri dati.

Ciò che preoccupa di più le agenzie di intelligence riguardo al potenziale della tecnologia, e uno dei motivi per l'accresciuto interesse degli Stati Uniti, è che un computer quantistico potrebbe essere abbastanza potente in diversi decenni da violare i codici della migliore crittografia odierna.

I primi computer quantistici di oggi, però, cadere ben a corto su quel fronte.

DOVE PUOI TROVARNE UNO?

Sebbene i computer quantistici non esistano ancora in una forma utile, puoi trovare alcuni prototipi rumorosi in un laboratorio senza finestre a circa 40 miglia a nord di New York City.

I qubit realizzati con materiali superconduttori si trovano in frigoriferi più freddi dello spazio presso il Thomas J. Watson Research Center di IBM. Togli l'involucro cilindrico da una delle macchine e l'interno sembra un lampadario di cavi dorati appesi, tutto progettato per mantenere 20 fragili qubit in uno stato quantico isolato.

"Devi mantenerlo molto freddo per assicurarti che i bit quantici si impiglino tra loro solo nel modo in cui lo programmi, e non con il resto dell'universo, " ha detto Scott Crowder, Vicepresidente dell'informatica quantistica di IBM.

IBM è in competizione con Google e startup come Berkeley, Rigetti Computing, con sede in California, per ottenere sempre più qubit sui propri chip. Microsoft, Anche Intel e un numero crescente di startup finanziate da venture stanno facendo grandi investimenti. Così sono le aziende cinesi Baidu, Alibaba e Tencent, che hanno stretti legami con il governo cinese.

Ma i qubit sono capricciosi, e le prime affermazioni commerciali mascherano la lotta in corso per controllarli, bombardandoli con segnali a microonde, come fanno IBM e Google, o con i laser.

"Funziona solo finché lo isoli e non lo guardi, " ha detto Chris Monroe, un fisico dell'Università del Maryland. "È una grande sfida ingegneristica".

PERCHÉ IL CALCOLO QUANTISTICO HA BISOGNO DEL SUPPORTO FEDERALE?

Monroe è tra i leader quantistici del mondo accademico e industriale che si sono riuniti a Washington lunedì con i funzionari dell'ufficio scientifico della Casa Bianca. Alcune agenzie federali, compresi i dipartimenti della difesa e dell'energia, hanno già sforzi di ricerca quantistica di lunga data, ma i sostenitori stanno spingendo per un maggiore coordinamento tra queste agenzie e una maggiore collaborazione con il settore privato.

"La tecnologia che sta alla base di quest'area proviene da alcune cose piuttosto strane a cui noi professori siamo abituati all'università, " ha detto Monroe, che è anche il fondatore della startup quantistica IonQ, che fa galleggiare singoli atomi in una camera a vuoto e punta i laser per controllarli. Ma ha affermato che gli investimenti aziendali possono essere rischiosi a causa delle sfide tecniche e della lunga attesa per un profitto commerciale.

"L'infrastruttura necessaria, l'hardware, il personale, è troppo costoso per chiunque ci vada da solo, "ha detto Prineha Narang, un assistente professore di scienze computazionali dei materiali dell'Università di Harvard.

Investendo di più nella scoperta e nella formazione di base, come farebbe il National Quantum Initiative Act approvato dalla Camera, Narang ha affermato che gli Stati Uniti potrebbero espandere i ranghi di scienziati e ingegneri che costruiscono computer quantistici e quindi trovano applicazioni commerciali per loro.

QUALI SONO LE IMPLICAZIONI INTERNAZIONALI?

I potenziali benefici economici hanno ottenuto un sostegno bipartisan all'iniziativa, che si stima costi circa 1,3 miliardi di dollari nei suoi primi cinque anni. Anche spingere all'azione a Capitol Hill è la convinzione che se gli Stati Uniti non adotteranno una strategia unificata, potrebbe un giorno essere superato da altri paesi.

"La Cina ha pubblicamente dichiarato l'obiettivo nazionale di superare gli Stati Uniti nel prossimo decennio, " ha detto il rappresentante repubblicano del Texas Lamar Smith, presidente della House Science, commissione spazio e tecnologia, mentre esortava i suoi colleghi alla Camera a sostenere il disegno di legge per "preservare il dominio dell'America nel mondo scientifico".

Smith ha detto che si aspetta che il Senato approvi una proposta di legge prima della fine dell'anno.

© 2018 The Associated Press. Tutti i diritti riservati.