In Russia è iniziato un progetto per creare un computer quantistico. Il progetto ha lo scopo di sviluppare tecnologie pratiche per la raccolta di database e la creazione di reti di comunicazione ultra sicure. L'autore dell'articolo considera questo un tentativo di mettersi al passo con altri paesi nello sviluppo di tecnologie quantistiche pratiche.
Nei prossimi cinque anni, il governo russo investirà circa 50 miliardi di rubli (790 milioni di dollari) nella ricerca quantistica fondamentale e applicata condotta dai principali laboratori russi. Lo ha annunciato il 6 dicembre al forum tecnologico di Sochi dal vice primo ministro del paese Maxim Akimov. Fa parte di un programma di ricerca e sviluppo da 258 miliardi di rubli nella tecnologia digitale, che il Cremlino considera fondamentale per modernizzare e diversificare l'economia russa.
"Questa è una vera accelerazione", dice il fisico quantistico Alexei Fedorov, che lavora a Skolkovo vicino a Mosca presso il Russian Quantum Center (RQC), un'organizzazione di ricerca non governativa. "Se tutto andrà come previsto, questa iniziativa rappresenterà un passo importante per portare la scienza quantistica russa al livello degli standard mondiali".
Nei computer quantistici, le particelle elementari vengono utilizzate per eseguire calcoli, che possono esistere simultaneamente in diversi stati quantistici. I bit quantistici dei qubit possono teoricamente elaborare le informazioni molte volte più velocemente dei bit binari, utilizzati nei calcoli computerizzati classici. Potenti computer quantistici possono prevedere i risultati delle reazioni chimiche, cercare in enormi database e fattorizzare grandi numeri come quelli usati nella crittografia.
Benefici quantistici
Le tecnologie quantistiche stanno già ricevendo un serio sostegno da parte del governo in diversi paesi. Nel 2016 l'UE ha annunciato il lancio del programma Quantum Technology Flagship del valore di un miliardo di euro. Si prevede che all'interno della sua struttura nei prossimi anni ci saranno progetti tecnologici dimostrativi, diciamo, un processore quantistico su un microcircuito di silicio. Nell'agosto 2019, la Germania ha annunciato il lancio di un'iniziativa quantistica nazionale da 650 milioni di euro. Anche i governi di Cina e Stati Uniti stanno spendendo miliardi in programmi di scienza e tecnologia quantistica.
La gara ha iniziato a creare computer quantistici che supereranno le macchine classiche nel risolvere problemi specifici nelle loro caratteristiche. I prototipi, che sono stati sviluppati da Google e IBM, con sede a Mountain View, California, e Armonk, New York, si stanno avvicinando ai limiti della classica simulazione al computer. A ottobre, gli scienziati di Google hanno annunciato che un processore quantistico che esegue calcoli speciali aveva ottenuto un tale vantaggio quantistico.
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La Russia è lontana da questo. "Siamo indietro di 5-10 anni", afferma Fedorov. "Ma qui c'è un grande potenziale e stiamo monitorando attentamente ciò che sta accadendo all'estero". I deboli finanziamenti hanno reso impossibile agli scienziati russi competere con Google nel campo quantistico, ha affermato l'ingegnere Ilya Besedin, che lavora presso l'Università tecnologica di ricerca nazionale di Mosca.
Il gruppo di Besedin ha creato un prototipo di un processore quantistico basato su superconduttori. Il sistema è costituito da due qubit. Il computer quantistico di Google funziona su 53 qubit. La Russia è in ritardo, ma l'iniziativa quantistica nazionale è stata lanciata in tempo, dice Besedin.
"Nessuno si è ancora avvicinato alla risoluzione di un problema praticamente utile in modo più efficiente di un computer classico", afferma. “Ci sono molte sfide tecniche e siamo tutti alla ricerca di nuovi modi per la ricerca. Con un serio sostegno del governo in Russia, ci saranno opportunità molto interessanti per tale ricerca ".
Qubit nostrani
L'iniziativa arriva quando la Russia inizia a riprendersi dalla partenza di importanti scienziati negli anni '90 e 2000, che hanno lasciato la Russia in cerca di salari più alti e finanziamenti per la ricerca. Diversi fisici quantistici russi che lavorano all'estero, tra cui Mikhail Lukin ed Evgeny Demler dell'Università di Harvard, Cambridge, sono entrati a far parte dell'International Advisory Board dell'RCC. Altri, come il fisico Alexei Ustinov, che studia la materia condensata all'Università tecnologica di Karlsruhe in Germania, hanno ricevuto sovvenzioni dal governo russo per creare gruppi di ricerca in Russia.
E gli scienziati russi stanno già sviluppando i propri concetti per la creazione di computer quantistici su larga scala, afferma Ustinov. "I laboratori russi non sono ancora in grado di competere con i laboratori di giganti come Google", dice. "Tuttavia, questa iniziativa è diventata un inizio promettente per innalzare il livello della ricerca quantistica in Russia. Vediamo dove porta".
Tuttavia, Peter Zoller, che sta effettuando ricerche sui computer quantistici presso l'Università di Innsbruck in Austria, dubita che questa iniziativa da sola sarà sufficiente per attirare giovani scienziati di talento verso la ricerca e la tecnologia quantistica. Ripristinare la fiducia nel sistema scientifico russo e far rivivere la tradizione educativa del paese sarà più difficile che annunciare un'iniziativa quantistica, osserva.
Quirin Schiermeier
