Autore: Giorgia De Angelis

Google - Computer - Curiosità

28
Ott

Sycamore: cos’è e come funziona un computer quantistico?

Google dichiara di aver raggiunto la supremazia quantistica con Sycamore, ma cos’è e come funziona un computer quantistico?

Come funziona un computer quantistico? Ma soprattutto, cos’è?
Il mondo tecnologico ha subito un profondo stravolgimento in pochissimi giorni e migliaia di utenti si saranno ritrovati a porsi queste due domande. Qualsiasi persona con un accesso a internet avrà letto, anche se di sfuggita o per sbaglio, qualcosa a riguardo.
La notizia era già trapelata, probabilmente per errore, da un articolo apparso nel mese di settembre sul sito della NASA: “Supremazia quantistica usando un processore superconduttivo programmabile”, prontamente ritirato poche ore dopo essere stato pubblicato. Qualche giorno fa Google ha confermato le voci, i cosiddetti rumors sulla straordinaria novità informatica: Sycamore. Per i non addetti ai lavori questo nome suonerà solamente come un ammasso di lettere, soprattutto per chi non sa cosa sia e come funziona un computer quantistico.

Cos’è e come funziona un computer quantistico?

Il computer quantistico, come i computer classici che ci sono ben noti, è un dispositivo capace di ricevere, trattare ed elaborare informazioni. La differenza nodale sta nel fatto che a differenza dei supercomputer, per eseguire le operazioni sui dati si avvale della meccanica quantistica. Parolone anche questo, vero? Eppure è più semplice di quel che si pensa. Sappiamo già che i computer utilizzano i bit come unità minima di misura dell’informazione, basandosi su un sistema binario che prevede l’alternanza di due numeri (uno e zero).
L’uno e lo zero indicano rispettivamente se l’interruttore è acceso oppure spento, o semplificando: se la corrente passa o meno. Per il computer quantistico vengono invece utilizzati i qubit (contrazione di quantum bit), particelle subatomiche solitamente come fotoni ed elettroni, che a differenza dei bit sono capaci d’immagazzinare le informazioni nel loro insieme, senza necessariamente scinderle o alternarle.

Questo meccanismo segue il famoso paradosso di Schrödinger, un esperimento puramente mentale (nessun animale è stato maltrattato) secondo il quale un ipotetico gatto, dopo essere stato chiuso in una scatola con del materiale radioattivo, potrebbe essere allo stesso tempo vivo e morto. Fino a che non si apre la scatola, le possibilità coesistono senza che una escluda l’altra. È la teoria della sovrapposizione quantistica, che viene applicata anche nel caso dei qubit. Nel computer classico, come dicevamo, le possibilità ammesse sono solamente due. Come spiega Tommaso Calarco, direttore del Jara Institute Quantum Information, la differenza con il computer quantistico risiede nel fatto che:

“Ogni singolo elettrone trasporta un’informazione, il che amplifica enormemente la potenza di calcolo.”

Il computer quantistico di Google

Google ha ufficializzato la realizzazione del suo primo computer quantistico: Sycamore. A diffondere la notizia un articolo su Nature, una delle più famose riviste scientifiche, e un blog post del CEO del colosso di Mountain View: Sundar Pichai. Si tratta di un dispositivo estremamente delicato, attualmente non pensato per un utilizzo personale, che viene mantenuto a una temperatura che arriva circa a -270 gradi centigradi. Il suo processore e i superconduttori per gli elettroni sono di alluminio, mentre per alcuni componenti è stato utilizzato l’indio: un metallo estremamente malleabile e raro.

Nella divulgazione dell’affascinante novità tecnologica, Google ha voluto sottolineare la maestosità del progetto realizzato dichiarando che Sycamore è in grado di risolvere in circa tre minuti un calcolo che neanche un supercomputer riuscirebbe a portare a termine, se non in 10mila anni.
Una provocazione? Non possiamo saperlo, ma qualora l’asserzione in questione fosse stata fatta con l’intento di scatenare reazioni, ha ottenuto il risultato sperato. IBM, la multinazionale leader nel settore dei supercomputer, ha tenuto a precisare che il loro dispositivo Summit sarebbe in grado di svolgere lo stesso calcolo e non in alcune decine di migliaia di anni, ma in due giorni e mezzo.