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Il quanto di sfida

L’avvincente competizione mondiale per la supremazia quantistica e tecnologica.

di Stefano Bevacqua
5 min di lettura
diStefano Bevacqua
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I luoghi comuni sono comodi da usare ma, essendo preconfezionati, a volte rischiano di sembrare banali e generici. Nella storia che stiamo per raccontare però, il detto “tra i due litiganti il terzo gode” rende bene l’idea. Nelle grandi sfide tecnologiche e di business, il primo che arriva ha la concreta possibilità di mettere gli altri fuori gioco, servendosi la fetta più grande della torta. La corsa a primeggiare in quei settori è frenetica, perché in gioco c’è il prestigio, ma anche premi di enormi dimensioni. Nell’ambito dei supercomputer, i nostri due litiganti sono tra i maggiori player planetari dell'informatica: Google e IBM. E il terzo incomodo? Andiamo per ordine.

La supremazia quantistica di Sycamore

Nell'ottobre 2019 Google annuncia di avere raggiunto la cosiddetta supremazia quantistica. Di avere cioè realizzato finalmente il primo computer quantistico che può fare in tempi brevissimi, cose che i computer classici non possono fare in tempo ragionevole. I tentativi di sviluppare nuovi apparecchi di calcolo basati su un'architettura di tipo quantistico sono in corso da decenni. Per capire di cosa si tratta, l'esempio migliore è quello del labirinto. Dovendo andare dal punto di accesso A al punto di uscita B con un solo valido percorso possibile, un sistema di calcolo tradizionale, come il nostro smartphone di ogni giorno o un supercomputer come l'HPC5 di Eni, agisce ad ogni biforcazione tentando prima una direzione e in caso di insuccesso l’altra. Continua poi a farlo fino a definire il percorso esatto. Una macchina quantistica, per le sue differenti modalità di funzionamento, permette di testare contemporaneamente ogni direzione possibile, risparmiando così un'enormità di tempo e di energia. In altri termini: mentre in un computer tradizionale gli stati, i bit, possono essere soltanto due: 1 oppure 0, in una macchina quantistica gli stati, chiamati qubit, possono essere contemporaneamente entrambi e questo per un numero virtualmente infinito di volte. La macchina di Google, battezzata Sycamore, sarebbe dunque in grado di battere tutti, perché capace di eseguire calcoli che nessun computer classico potrebbe mai fare in un tempo ragionevole.


Il CEO di Google Sundar Pichai con uno dei computer quantistici dell’azienda

L’orgoglio della tradizione

Passano pochi giorni e IBM pubblica un articolo che contesta la supremazia dichiarata da Google. Sostiene che i supercomputer oggi in funzione in giro per il mondo sono più o meno tutti in grado di seguire il ritmo di calcolo annunciato dal gigante di Mountain View. Le effettive capacità di calcolo dei computer quantistici finora realizzati, non avrebbero potuto superare quelle di una macchina tradizionale. I difetti intrinseci alla logica quantistica sarebbero due. Anzitutto non è detto che il calcolo giunga ad un qualche risultato. Anzi, accade proprio che l'aleatorietà del processo porti tanto a conseguire un esito, quanto a non conseguirne affatto. Insomma a girare a vuoto. In secondo luogo, il software necessario per governare una macchina quantistica deve essere redatto in una logica adatta, ma solo una macchina quantistica è in grado di assemblarlo. A proposito di luoghi comuni, è come stabilire se sia nato prima l'uovo o la gallina. Non sappiamo se potrà mai esistere una reale supremazia quantistica. Ogni macchina classica è perfettamente in grado di effettuare qualsiasi calcolo. La variabile riguarda il tempo impiegato a effettuare l'operazione. Google sostiene che la sua macchina abbia eseguito in 200 secondi un'operazione che a un supercomputer tradizionale avrebbe richiesto 10 mila anni. IBM contesta la dichiarazione, affermando che il suo supercomputer Summit sarebbe capace di eseguire l'operazione in meno di due giorni, quindi in un tempo ragionevole. Sarà interessante seguire gli sviluppi tecnologici, a tutto vantaggio delle utili applicazioni alle quali i supercomputer sono dedicati. Per ora i computer tradizionali vengono utilizzati per individuare giacimenti di idrocarburi, governare sistemi complessi, mettere a punto nuovi farmaci, o regolare transazioni finanziarie su scala planetaria. Le macchine quantistiche invece sono ancora sperimentali e possono eseguire soltanto le specifiche operazioni per le quali sono state disegnate.

Dalla terra del dragone

È arrivato il momento del terzo litigante: la Cina, già protagonista in altri ambiti tecnologici. Nel paese del dragone sono andati molto avanti e in fretta. Dispongono di una rete di supercomputer talmente fitta da non avere uguali nel mondo, in termini di capacità di calcolo integrata. Per andare dove, non è una domanda facile. Di sicuro e a titolo di esempio: per cercare di mettere a punto un vaccino contro il COVID-19, progettare batterie sempre più leggere e capaci, mettere a punto sistemi di telecomunicazioni più sofisticati e performanti. A oggi non abbiamo notizie di computer quantistici cinesi, ma non è detto. Una partita tutta da seguire, con almeno tre squadre in un campo di gioco grande quanto il mondo.