I primi calcolatori erano grandi come stanze e lenti come bradipi. Oggi le aziende informatiche fanno a gara per realizzare portatili sempre più piccoli e veloci. Il sogno di Riccardo Manenti, fisico quantistico di 29 anni, è quello di costruire un super computer in grado di superare le performance di quello tradizionale.
Riccardo si è laureato alla Statale di Milano, ha realizzato la tesi triennale al Cern di Ginevra e quella magistrale a Oxford, dove poi si è trasferito per il dottorato. «A un anno dalla fine del Ph.D, ho iniziato a cercare opportunità nel settore dei computer quantistici. Ho ricevuto offerte dall’IBM di Zurigo e dalla Rigetti Computing di Berkeley, ma ho scelto di trasferirmi in California perché alla Rigetti il gruppo di ricerca era più avanzato e volevo lavorare in una startup della Silicon Valley».
Un portatile contiene milioni di piccoli componenti chiamati transistor paragonabili a scatolette che possono essere piene (stato 0) o vuote (stato 1), stati fisici che vengono tradotti attraverso il sistema numerico binario. Negli ultimi 20 anni i transistor sono diventati sempre più piccoli e le performance dei portatili sono migliorate di anno in anno. «Purtroppo questo trend migliorativo è destinato a fermarsi a breve visto che non è possibile costruire un transistor più piccolo di un atomo», spiega Riccardo.
Per continuare a potenziare i computer bisogna trovare una strada alternativa: «La via che molte aziende stanno tendando di percorrere è quella di sostituire i transistor con nuove componenti chiamati qubit che possono essere immaginati come contenitori pieni o vuoti. La cosa interessante però è che un qubit può essere sia vuoto (stato 0) che pieno (stato 1) contemporaneamente. Questo strano fenomeno si chiama sovrapposizione di stato quantistica e può essere sfruttato per accelerare la computazione in modo esponenziale», chiarisce il giovane fisico.
Oggi, però, i computer quantistici contengono 20 qubit con cui si può a malapena fare calcoli elementari. «Gli attuali prototipi sono poco potenti. Basti pensare che un portatile riesce a simulare un computer quantistico con 25 qubit. Tuttavia 100-1000 qubit permettono di risolvere problemi molto complessi, impossibili da risolvere per un computer normale. La soglia di 100 qubit dovrebbe essere raggiunta tra pochi anni». Una tecnologia molto costosa al momento, visto che un dispositivo quantistico costa 2 milioni di euro: «Per questo è impensabile venderlo al pubblico. Quello che stiamo facendo alla Rigetti è collegarlo a Internet in modo tale che i nostri utenti lo possano utilizzare da casa pagando circa 1 euro al minuto. L’utente scrive un programma sul proprio portatile, il programma viene inviato al computer quantistico attraverso il cloud che risolve il problema e manda la soluzione al portatile».
Tra i principali ambiti di applicazione di questi processori innovativi figurano la chimica e la farmaceutica perché aiutano a simulare il comportamento delle molecole e quindi a trovare le combinazioni più efficaci per creare farmaci e prodotti chimici. E poi contribuiranno ad aumentare le capacità dell’intelligenza artificiale accrescendo la velocità del machine learning. Rigetti – parallelamente a Google, IBM e Intel – cerca di arrivare per prima alla meta del super computer, anche grazie al contributo di Riccardo che non crede tornerà in Italia: «Per raggiungere questo obiettivo servono investimenti ingenti che solo nella Silicon Valley possono essere stanziati da privati. A mio avviso, il governo italiano dovrebbe mettere in campo un centinaio di milioni di euro per la costruzione di un computer quantistico, prima che altri paesi se ne dotino. Infatti, un computer con migliaia di qubit potrebbe essere usato per scopi “non nobili”, tra cui la decriptazione di messaggi cifrati. La difesa dovrebbe considerare la situazione con maggiore attenzione». E se il computer quantistico è dietro l’angolo, gli scenari che si apriranno con il loro arrivo sono ancora da scoprire.
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