Per anni la “supremazia quantistica” è stata poco più di un traguardo simbolico, un esperimento dimostrativo senza ricadute concrete. Ora però Google prova a trasformarla in qualcosa di più: un vero vantaggio quantistico, cioè la capacità di risolvere problemi reali che nessun supercomputer classico sarebbe mai in grado di affrontare.
Michel Devoret, fisico franco-americano e fresco premio Nobel, è uno dei pionieri della meccanica quantistica applicata ai circuiti elettrici. Negli anni Ottanta contribuì a dimostrare che le leggi che regolano il mondo subatomico possono manifestarsi anche in sistemi visibili a occhio nudo. Da quella scoperta sono nate tecnologie che hanno cambiato il mondo e, più di recente, i qubit superconduttori, la base dei computer quantistici moderni.
Oggi Devoret lavora in un laboratorio Google vicino a Santa Barbara, in California, dove il gruppo di ricerca ha appena presentato un risultato che segna una nuova tappa nel percorso verso la piena maturità della computazione quantistica. Il team ha infatti sviluppato un algoritmo chiamato Quantum Echoes, capace di eseguire calcoli 13.000 volte più rapidamente di un supercomputer tradizionale.
Il risultato, pubblicato su Nature, apre la strada a progressi concreti nella scoperta di nuovi farmaci, nella progettazione di materiali innovativi e persino nella fisica dei sistemi complessi.
Google, dal trionfo simbolico al vantaggio reale
Google aveva già conquistato nel 2019 quella che i fisici chiamano “supremazia quantistica”.
Con questa espressione si indica la dimostrazione che un calcolo puramente teorico, privo di utilità pratica, può essere completato in pochi minuti da un computer quantistico laddove un supercomputer classico impiegherebbe miliardi di anni. Un traguardo spettacolare, senz’altro, eppure essenzialmente simbolico.
Oggi, però, la direzione è cambiata. L’obiettivo non è più stupire ma risolvere problemi reali. Ed è questa la differenza tra la supremazia e il vantaggio quantistico. Nel primo caso si dimostra che la macchina è più veloce; nel secondo, che può cambiare il mondo. “In futuro, quando avremo computer quantistici più grandi, potremo eseguire calcoli impossibili con algoritmi classici”, ha spiegato Devoret al New York Times.
L’algoritmo Quantum Echoes di Google rappresenta proprio questo passo avanti: una formula in grado di accelerare processi come la simulazione delle interazioni molecolari o la risonanza magnetica nucleare, che è alla base della ricerca medica e della chimica dei materiali.
Avere solo l’hardware non basta: serve il software capace di tradurre i problemi del mondo reale in un linguaggio comprensibile ai qubit, sfruttando appieno la sovrapposizione e l’entanglement. Ed è proprio qui che Google sta segnando la differenza: non limitandosi a costruire la macchina, ma trovando il modo di farla pensare.
La corsa globale al calcolo del futuro
La sfida non è solo scientifica. Attorno alla computazione quantistica si sta giocando una nuova partita geopolitica e industriale. Gli Stati Uniti, la Cina e i grandi gruppi tecnologici, da Microsoft a IBM, fino a un esercito di startup, stanno investendo miliardi per costruire il primo computer quantistico realmente utile. Pechino, in particolare, ha stanziato oltre 15 miliardi di dollari per la ricerca nel settore, mentre le università americane si contendono i talenti e le partnership con le Big Tech.
Il laboratorio di Google di Santa Barbara è uno dei più avanzati al mondo, ma non è solo. IBM lavora su un approccio diverso, basato su architetture ibride, mentre Microsoft punta sui qubit topologici, una frontiera ancora teorica ma potenzialmente rivoluzionaria.
In questi sistemi l’informazione quantistica non è concentrata in un singolo punto, ma distribuita in modo “protetto” nello spazio: un trucco di fisica topologica che, se funzionasse, renderebbe i computer quantistici molto più stabili e resistenti agli errori.
Tutti, però, inseguono la stessa meta: costruire una macchina capace di calcolare in pochi secondi ciò che oggi richiede anni o decenni.
Il decennio decisivo del calcolo quantistico
Per il momento, lo anticipavamo poche righe fa, i computer quantistici commettono ancora troppi errori. Ma i progressi nella correzione degli errori fanno pensare che la svolta possa arrivare entro la fine del decennio. “Abbiamo sentito parlare molto dei progressi hardware”, ha osservato Prineha Narang, professoressa alla UCLA. “Temevo che gli algoritmi non riuscissero a tenere il passo, ma hanno dimostrato che non è così”.
La prospettiva è affascinante: usare il calcolo quantistico per progettare un farmaco che nessun algoritmo classico potrebbe concepire, o un materiale completamente nuovo per l’energia o l’edilizia. “Perché la promessa dei computer quantistici si realizzi”, ha aggiunto Narang, “dobbiamo arrivare a produrre un nuovo farmaco ottenibile solo grazie ai computer quantistici. Solo allora si potrà dire che tutti gli investimenti sono valsi la pena”.
Google, con Quantum Echoes, sta mostrando che quel futuro è più vicino di quanto si pensasse. Forse non siamo ancora al vantaggio quantistico ma la direzione è ormai tracciata.
Fonte: The New York Times
