Informatica quantistica per principianti: cos’è e perché è importante

Con l’avvento del 21° secolo, l’informatica quantistica è diventata uno degli sviluppi tecnologici più rivoluzionari poiché fornisce soluzioni a problemi estremamente complessi per i quali i computer standard non sono in grado di affrontare. La capacità di eseguire calcoli rapidi consente potenziali cambiamenti industriali nei settori sanitario, finanziario e della sicurezza informatica.

Ti trovi all’interno di un labirinto e hai bisogno del percorso più diretto che ti conduca all’uscita. La capacità del calcolo quantistico deriva da due principi della fisica quantistica chiamati sovrapposizione ed entanglement. Simile al Sito ufficiale di Betgurus che è anche presente come esempio fondamentale di applicazioni dell’informatica quantistica. I computer quantistici funzionano con i qubit come unità di elaborazione, mentre i computer normali funzionano tramite bit ed emettono 0 o 1.

Principio di funzionamento dell’informatica quantistica

I percorsi devono essere analizzati uno per uno, il che richiede una lunga durata quando si affrontano labirinti complessi secondo un computer classico. Un computer quantistico utilizza la sua capacità unica di valutare tutti i possibili percorsi contemporaneamente, riducendo sostanzialmente la durata richiesta per identificare il percorso più adatto.

I qubit dimostrano la sovrapposizione consentendo loro di mantenere gli stati 0 e 1 simultanei e quindi fornire il loro vantaggio computazionale. I qubit entangled stabiliscono una comunicazione istantanea tra loro, quindi un cambiamento in un qubit influisce automaticamente sull’altro anche a grandi distanze.

Settori che trarranno vantaggio dall’informatica quantistica

L’applicazione dell’informatica quantistica promette di trasformare le procedure durante lo sviluppo dei farmaci insieme alla ricerca sullo sviluppo medico. La tecnologia informatica esistente mostra un successo limitato nella modellazione accurata delle molecole, motivo per cui lo sviluppo di nuovi farmaci si estende per periodi prolungati.

La scoperta di farmaci diventa più veloce grazie all’informatica quantistica perché potrebbe produrre trattamenti per il morbo di Alzheimer e il cancro. Davvero una svolta nel campo delle scienze mediche e dei rispettivi processi di ricerca.

Finanza

Il settore finanziario dipende dalle simulazioni che le banche e le società di investimento utilizzano per prevenire i rischi e scoprire le frodi massimizzando al contempo le prestazioni della strategia di trading. La combinazione di simulazioni funziona in modo esponenzialmente più veloce sui computer quantistici di quanto i sistemi classici possano gestire.

Chase che valuta gli algoritmi come parte di un modello finanziario per migliorare l’ottimizzazione del portafoglio, il flusso di lavoro e lo sviluppo della capacità di gestione del rischio. Previsioni accurate ottenute attraverso questa tecnologia diminuirebbero le crisi finanziarie migliorando al tempo stesso gli approcci agli investimenti.

Sicurezza informatica

L’enorme serie di sfide alla sicurezza si accompagna ai numerosi vantaggi offerti dal calcolo quantistico. Le tecniche di crittografia utilizzano principalmente la fattorizzazione di grandi numeri come approccio alla sicurezza perché i normali computer non possono eseguire queste operazioni in modo efficiente. L’algoritmo di Shor funziona come un algoritmo quantistico in grado di compromettere i sistemi di crittografia attuali in pochi secondi.

IBM insieme a Google si impegnano a creare tecniche di crittografia attraverso la crittografia post-quantistica per garantire la sicurezza quando emergerà un ambiente di calcolo quantistico. Le aziende, insieme ai governi, devono implementare sistemi di crittografia avanzati che resistano alle tecniche di hacking quantistico per garantire la protezione delle loro informazioni sensibili.

Scoperte recenti e aziende leader

Varie aziende tecnologiche insieme ad organizzazioni di ricerca partecipano al concorso sull’informatica quantistica.

• IBM ha creato la piattaforma IBM Quantum Experience per consentire agli utenti di accedere ai computer quantistici attraverso il cloud.
• Google ha stabilito la supremazia quantistica utilizzando i suoi sistemi informatici per risolvere un problema complesso che, nel 2019, richiederebbe alle macchine classiche 10mila anni per essere completato in soli 200 secondi.
• Microsoft sviluppa qubit topologici come approccio distinto per ottenere operazioni stabili di calcolo quantistico.
• Il core business di D-Wave riguarda lo sviluppo di tecnologie di ricottura quantistica che risolvono problemi di ottimizzazione.

Il futuro dell’informatica quantistica

Il potenziale dei computer quantistici esiste in grandi quantità anche se il loro sviluppo è ancora in una fase iniziale. La stabilizzazione e la correzione degli errori consentono un uso pratico prevedibile della tecnologia quantistica che viene implementata nei sistemi di intelligenza artificiale, nella logistica, nella modellazione climatica e nella crittografia dei dati.

Il compito attuale richiede che aziende e governi si preparino per la tecnologia quantistica sviluppando pratiche industriali responsabili e soluzioni per i potenziali rischi. I problemi più complessi del mondo troveranno soluzioni di calcolo quantistico sviluppi che includono la scoperta di nuovi farmaci e la protezione dei mercati finanziari e delle informazioni digitali.