È Possibile Creare Un Computer Quantistico? Gli Scienziati Dicono Che Non Esiste - Visualizzazione Alternativa

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È Possibile Creare Un Computer Quantistico? Gli Scienziati Dicono Che Non Esiste - Visualizzazione Alternativa

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Video: Cosa può fare un computer quantistico? 2024, Marzo
Anonim

Come molti di voi sanno, nell'autunno del 2019, Google e IBM hanno iniziato a intraprendere un vero e proprio scontro tra loro: quando i rappresentanti di Google hanno dichiarato la loro "superiorità quantistica" a causa del completamento con successo dell'informatica quantistica, IBM ha inaspettatamente preso il testimone, dimostrando la capacità del loro nuovo supercomputer di eseguire calcoli quasi con la stessa velocità e molta più precisione del computer quantistico di Google. Questa non era la prima volta che qualcuno metteva in dubbio l'informatica quantistica. L'anno scorso, Michel Dyakonov, un fisico teorico presso l'Università di Montpellier in Francia, ha proposto molte ragioni teoriche per cui i supercomputer quantistici pratici non saranno mai costruiti. Allora come fai a sapere chi ha ragione e chi ha torto?

Perché la creazione di supercomputer è a rischio?

Il computer quantistico è un'invenzione estremamente utile nella creazione dell'intelligenza artificiale del futuro, nuovi metodi di crittografia e persino nuovi tipi di batterie. Nonostante tutta la versatilità della sua applicazione, il dispositivo potrebbe non funzionare mai a pieno regime. A conclusioni così poco incoraggianti è giunto il ricercatore francese Michel Dyakonov, che per molti anni ha lavorato all'implementazione dell'informatica quantistica. Lo scienziato ritiene che a causa dell'inevitabilità di errori casuali nell'hardware del dispositivo, è improbabile che vengano costruiti computer quantistici veramente utili.

Per capire perché la creazione di supercomputer di nuova generazione può essere a rischio, dobbiamo prima comprendere i principi di funzionamento di questo dispositivo informatico. Secondo un articolo pubblicato sul portale theconversation.com, i computer moderni funzionano secondo il principio del codice binario durante la memorizzazione dei dati, mentre i dispositivi quantistici già creati utilizzano un sistema di bit o qubit quantistici.

I Qubit hanno proprietà speciali: possono esistere in sovrapposizione, essendo sia zero che uno, pur essendo impigliati tra loro anche se sono a notevole distanza l'uno dall'altro. Tale comportamento insolito non è associato al mondo della fisica classica, poiché la sovrapposizione scompare istantaneamente quando lo sperimentatore interagisce con lo stato quantistico.

Grazie alla sovrapposizione, un computer quantistico con 100 qubit può rappresentare contemporaneamente 2.100 soluzioni. Per alcune attività, questo parallelismo esponenziale può essere utilizzato per creare un enorme vantaggio nella velocità di calcolo. Tuttavia, esiste un altro approccio più ristretto al calcolo quantistico, in cui i qubit vengono utilizzati per accelerare i problemi di ottimizzazione. Ad esempio, la D-Wave Systems, con sede in Canada, ha costruito sistemi di ottimizzazione che utilizzano qubit proprio per questo scopo, sebbene alcuni critici sostengano che i sistemi risultanti non funzionino meglio dei computer classici.

Computer quantistici di D-Wave Systems
Computer quantistici di D-Wave Systems

Computer quantistici di D-Wave Systems.

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Nonostante ciò, aziende e paesi stanno investendo enormi somme di denaro nell'informatica quantistica. È noto che la Cina ha costruito un nuovo centro di ricerca quantistica del valore di 10 miliardi di dollari USA e l'Unione Europea ha sviluppato un piano generale per la ricerca quantistica del valore di 1 miliardo di euro o 1,1 miliardi di dollari. Il nuovo United States National Quantum Initiative Act prevede $ 1,2 miliardi nello sviluppo dell'informatica quantistica per un periodo di cinque anni.

La capacità di violare gli algoritmi di crittografia è un potente fattore motivante per molti paesi in tutto il mondo. Pertanto, la conoscenza dei sistemi di crittografia del nemico potrebbe dare un enorme vantaggio all'intelligenza, promuovendo allo stesso tempo nuove ricerche fondamentali nel campo della fisica, poiché i moderni sistemi sperimentali hanno a loro disposizione solo meno di 100 qubit. Per ottenere prestazioni computazionali utili in un supercomputer, probabilmente avremo bisogno di macchine con centinaia di migliaia di qubit. Affinché i dispositivi funzionino correttamente, devono correggere tutti i piccoli errori casuali nel software. In un computer quantistico, tali errori si verificano a causa di elementi del circuito imperfetti e dell'interazione dei qubit con il loro ambiente. Per questi motivi, i qubit possono perdere coerenza letteralmente in una frazione di secondo,che può portare a risultati errati dal computer.

In altre parole, sebbene i supercomputer quantistici abbiano il diritto di esistere, la correttezza dei loro calcoli può essere una grande domanda. E cosa ne pensi, una persona un giorno sarà in grado di soggiogare le tecnologie quantistiche?

Autore: Daria Eletskaya

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