Il 2025 è stato proclamato dall'ONU come l'Anno Internazionale della Scienza e della Tecnologia Quantistica, segnando un momento cruciale per il settore. I progressi nel campo del calcolo quantistico stanno accelerando, con investimenti significativi e sviluppi tecnologici che preannunciano una nuova era nell'informatica.
I principali attori e le loro innovazioni
Microsoft e il chip Majorana 1
Nel febbraio 2025, Microsoft ha annunciato il chip Majorana 1, basato su qubit topologici. Questa tecnologia promette una maggiore stabilità e resistenza agli errori, elementi fondamentali per la scalabilità dei computer quantistici. Sebbene il chip sia ancora in fase sperimentale, rappresenta un passo significativo verso la realizzazione di sistemi quantistici affidabili.
Google e il processore Willow
Google ha presentato il processore Willow, un chip da 105 qubit che ha dimostrato capacità di correzione degli errori al di sotto della soglia critica. In un test, Willow ha completato un compito di campionamento casuale in 5 minuti, un'operazione che richiederebbe milioni di anni ai supercomputer classici. Tuttavia, gli esperti sottolineano che sono necessari ulteriori progressi per rendere questa tecnologia applicabile su larga scala.
Amazon e il chip Ocelot
Amazon Web Services ha introdotto Ocelot, un chip quantistico progettato per ridurre gli errori fino al 90% grazie all'uso di cat qubit. Questo sviluppo mira a migliorare l'efficienza della correzione degli errori, un passo essenziale verso l'implementazione pratica del calcolo quantistico.
IBM e il processore Condor
IBM ha lanciato Condor, un processore quantistico da 1.121 qubit, segnando un record nel settore. Nonostante l'elevato numero di qubit, la sfida rimane nella gestione degli errori e nella coerenza del sistema, aspetti cruciali per l'utilizzo pratico dei computer quantistici.
Le sfide ancora da superare
Correzione degli errori e stabilità dei qubit
La correzione degli errori è una delle principali sfide nel calcolo quantistico. Sistemi come Willow e Ocelot stanno facendo progressi, ma la realizzazione di computer quantistici affidabili richiede ulteriori miglioramenti nella stabilità dei qubit e nella gestione degli errori.
Scalabilità e integrazione
La scalabilità dei sistemi quantistici è fondamentale per il loro impiego pratico. Microsoft, ad esempio, mira a integrare un milione di qubit in un singolo chip con Majorana 1. Tuttavia, la complessità di tali sistemi richiede soluzioni innovative per l'integrazione e la gestione efficiente delle risorse.
Applicazioni e settori interessati
Il calcolo quantistico ha il potenziale per rivoluzionare diversi settori:
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Farmaceutico: simulazioni molecolari avanzate per la scoperta di nuovi farmaci.
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Finanza: ottimizzazione dei portafogli e analisi dei rischi.
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Logistica: ottimizzazione delle rotte e gestione efficiente delle supply chain.
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Sicurezza informatica: sviluppo di crittografia post-quantistica per proteggere i dati sensibili.
Ad esempio, D-Wave ha rilasciato Advantage2, un sistema quantistico che migliora l'efficienza energetica e la connettività tra qubit, con applicazioni nella logistica e nell'allocazione delle risorse.
Prepararsi al futuro quantistico
Le aziende stanno iniziando a prepararsi per l'era quantistica. Microsoft ha lanciato il programma Quantum Ready, che offre strumenti e formazione per integrare le tecnologie quantistiche nelle strategie aziendali. Anche IBM, Google e Amazon stanno sviluppando piattaforme cloud per facilitare l'accesso al calcolo quantistico.
Secondo Jay Gambetta di IBM, le aziende che non iniziano a prepararsi ora potrebbero trovarsi in svantaggio competitivo in futuro.
Cybersicurezza: il vero pericolo dei computer quantistici
L’arrivo dei computer quantistici rappresenta una minaccia concreta per molti dei sistemi di sicurezza oggi in uso. Il rischio principale riguarda la crittografia asimmetrica, come RSA o Diffie-Hellman, che protegge gran parte delle comunicazioni digitali. Un computer quantistico abbastanza potente potrebbe violare questi sistemi in tempi molto brevi grazie all’algoritmo di Shor, rendendo vulnerabili dati sensibili, transazioni bancarie e comunicazioni riservate.
Un altro pericolo crescente è la strategia "Harvest now, decrypt later": i dati cifrati vengono raccolti oggi e conservati in attesa che la potenza quantistica futura permetta di decifrarli. Questo è particolarmente critico per le informazioni che restano sensibili a lungo, come quelle sanitarie, militari o finanziarie.
Anche le infrastrutture critiche sono esposte: la compromissione di sistemi in ambiti come energia, trasporti o difesa potrebbe avere conseguenze serie. Per rispondere a questi rischi, gli esperti stanno sviluppando soluzioni di crittografia post-quantistica (PQC), già in fase di standardizzazione da parte di enti come il NIST, e soluzioni avanzate come la distribuzione quantistica delle chiavi (QKD).
In sintesi, anche se i computer quantistici non sono ancora una minaccia attiva, è fondamentale che governi e aziende inizino ora a prepararsi, aggiornando infrastrutture e sistemi per affrontare un futuro digitale dove la sicurezza sarà sempre più legata al mondo quantistico.
A che punto siamo con la produzione di computer quantistici?
Siamo ancora in una fase sperimentale, ma in rapido sviluppo. Le grandi aziende come IBM, Google, Microsoft e Amazon stanno creando prototipi sempre più potenti, con progressi nella correzione degli errori e nell’aumento dei qubit. Alcuni chip, come il Willow di Google o il Condor di IBM, hanno superato i 1000 qubit, ma non sono ancora pronti per un uso commerciale diffuso. Il traguardo dei computer quantistici realmente utili è previsto tra qualche anno. È vero, però, che il calcolo quantistico sta rapidamente evolvendo, con progressi significativi nella ricerca e nello sviluppo. Sebbene ci siano ancora sfide da superare, come la correzione degli errori e la scalabilità, le prospettive per l'applicazione pratica dei computer quantistici sono promettenti. Le aziende e le istituzioni che iniziano a investire e a prepararsi ora saranno meglio posizionate per sfruttare le opportunità offerte da questa rivoluzione tecnologica.
