L'informatica quantistica sta arrivando e sta reinventando l'industria tecnologica

Principali takeaways

• L'informatica quantistica ha visto importanti progressi negli ultimi anni.
• Questa tecnologia può produrre computer che calcolano a velocità incredibilmente elevate rispetto alle macchine tipiche.
• La tecnologia del calcolo quantistico avrà un impatto su tutto, dalla crittografia alla medicina alla finanza.

Il calcolo quantistico è un'idea che è stata a lungo nel regno della fantascienza. Tuttavia, i recenti sviluppi lo hanno fatto sembrare sempre più una realtà.

L'ascesa dell'informatica quantistica facilmente accessibile ha implicazioni significative per l'industria tecnologica e il mondo nel suo insieme. Con potenziali impatti in cose come sicurezza informatica, simulazioni e altro, gli investitori stanno osservando da vicino questo settore (e farsi investire).

Cos'è il quantum computing?

L'informatica quantistica si basa sulla meccanica quantistica, una teoria fondamentale della fisica che descrive come funziona il mondo a livello dell'atomo e delle particelle subatomiche, per risolvere problemi che i computer tradizionali trovano troppo complessi.

La maggior parte dei computer quantistici si basa sul "quantum bit" o qubit. A differenza dei bit tradizionali in un computer, che sono impostati su 0 o 1, i qubit possono essere impostati su zero, uno o una sovrapposizione di 0 e 1. Sebbene la meccanica alla base di questo sia molto complessa, i qubit consentono ai computer quantistici di elaborare le informazioni in una frazione del tempo un computer tradizionale potrebbe.

Per dare un'idea della scala, 500 qubit possono rappresentare le stesse informazioni di 2^500 bit normali. Mentre un computer tipico avrebbe bisogno di milioni di anni per trovare tutti i fattori primi di un numero a 2,048 bit (un numero con 617 cifre), un computer quantistico può fare il lavoro in pochi minuti.

La moderna teoria quantistica è stata sviluppata negli anni '1920. I computer sono apparsi poco dopo ed entrambe le tecnologie hanno avuto un ruolo nella seconda guerra mondiale. Nel corso del tempo, i fisici hanno iniziato a fondere i due campi della teoria quantistica e dell'informatica per creare il campo dell'informatica quantistica.

Il 1998 ha visto lo sviluppo di un computer quantistico a due bit, che funge da prova di concetto per la tecnologia. Ulteriori sviluppi hanno aumentato il numero di bit e ridotto il tasso di errori.

I ricercatori ritengono che i problemi attualmente troppo grandi per essere risolti dai computer tradizionali possano essere risolti utilizzando computer quantistici.

Recenti sviluppi

Dati i miglioramenti sostanziali che il calcolo quantistico può fornire alla potenza di calcolo, la ricerca sui computer quantistici va avanti da decenni. Tuttavia, negli ultimi anni si sono registrate importanti scoperte.

La scorsa settimana, gli ingegneri australiani hanno annunciato la scoperta di un modo per controllare gli elettroni all'interno di punti quantici che eseguono porte logiche senza la necessità di un sistema grande e ingombrante. Ciò potrebbe aiutare a costruire computer quantistici di dimensioni ragionevoli.

Inoltre, i ricercatori del MIT hanno recentemente sviluppato un'architettura per computer quantistici che consentirà comunicazioni ad alta fedeltà tra processori quantistici, consentendo l'interconnessione di più processori.

Ciò consente "implementazioni modulari di macchine su larga scala costruite da singoli componenti più piccoli", secondo Bharath Kanna, co-autore principale del documento di ricerca che descrive questa svolta.

"La capacità di comunicare tra sottosistemi più piccoli consentirà un'architettura modulare per i processori quantistici, e questo potrebbe essere un modo più semplice per ridimensionare sistemi di dimensioni maggiori rispetto all'approccio della forza bruta dell'utilizzo di un singolo chip grande e complicato".

Inoltre, una società con sede nel Maryland, IonQ, ha recentemente annunciato una struttura di 65,000 piedi quadrati che utilizzerà per la produzione e la produzione. La fabbrica sarà situata a Bothell, WA ed è la prima struttura dedicata alla produzione di computer quantistici negli Stati Uniti.

Che impatto avrà sull'industria tecnologica?

Il calcolo quantistico potrebbe avere un impatto enorme sull'industria tecnologica e sul mondo.

Uno dei maggiori impatti sarà nel mondo di sicurezza informatica. Il Department of Homeland Security ritiene che un computer quantistico potrebbe essere in grado di violare gli attuali metodi di crittografia già nel 2030.

Senza importanti sviluppi nella crittografia o un rallentamento nei progressi della tecnologia di calcolo quantistico, potremmo essere a meno di un decennio da attori malintenzionati in grado di visualizzare qualsiasi cosa, dalle informazioni personali delle persone ai segreti governativi e militari.

Alcuni gruppi stanno già partecipando agli attacchi "Store Now, Decrypt Later", che rubano dati crittografati e li archiviano con l'aspettativa di essere in grado di decifrare la crittografia in un secondo momento.

L'informatica quantistica potrebbe anche avere effetti importanti sull'industria medica. Ad esempio, le macchine quantistiche potrebbero essere utilizzate per modellare i processi molecolari. Questo potrebbe aiutare con scoperte nella ricerca sulle malattie e accelerare il sviluppo di farmaci salvavita.

Queste simulazioni potrebbero avere impatti simili nei settori che si affidano alla scienza dei materiali, come la produzione di batterie. Persino il settore finanziario potrebbe trarre vantaggio dalla tecnologia, utilizzando simulazioni da eseguire analisi del rischio più accuratamente e ottimizzare i portafogli di investimento.

Date le sue capacità rivoluzionarie, non sorprende che i governi abbiano effettuato importanti investimenti nella tecnologia, con oltre 30 miliardi di dollari destinati a programmi di ricerca in tutto il mondo.

Cosa significa per gli investitori

L'informatica quantistica ha il potenziale per avere un impatto su quasi tutti i settori in tutto il mondo. Oltre ad avere un impatto sull'industria tecnologica, potrebbe creare onde d'urto nel settore medico e finanziario, portando allo sviluppo di nuovi prodotti o materiali che diventano parte della vita quotidiana.

Data la relativa giovinezza della tecnologia, può essere difficile per gli investitori trovare modi per investire direttamente nel calcolo quantistico. Invece, possono cercare investimenti in aziende interessate ai computer quantistici e che sono pronte a trarre vantaggio dal loro sviluppo, come le aziende farmaceutiche.

La linea di fondo

L'ascesa dell'informatica quantistica potrebbe significare che il mondo avrà un aspetto molto diverso solo tra pochi anni. Gli investitori cercheranno modi per trarre profitto da questa tecnologia rivoluzionaria e le opportunità saranno abbondanti.

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