Cos’è un computer quantistico e quali sono i suoi usi?

Fantascienza? Ebbene, la verità è che si tratta di un grande salto nell’evoluzione dei computer. In precedenza, la tecnologia quantistica si parlava solo nei film, tuttavia, oggi è già una realtà. Successivamente, spieghiamo cos’è un computer quantistico e quali sono i suoi usi nell’industria moderna.

Capacità di calcolo che supera i limiti

Riguarda una tecnologia innovativa che utilizza l’uso della meccanica quantistica per migliorare la potenza di elaborazione che un computer può avere. Ciò consente di risolvere i problemi in meno tempo ed eseguire calcoli con diverse probabilità contemporaneamente.

I computer tradizionali funzionano solo con bit, vale a dire un sistema binario di 0 e 1. Al contrario, nella tecnologia dei computer quantistici viene utilizzata una proprietà chiamata sovrapposizione. Grazie a ciò, i bit o qubit quantistici possono creare grandi combinazioni di 0 e 1 allo stesso tempo. Che aumenta in modo esponenziale con ogni nuovo qubit aggiunto.

Insomma, stiamo parlando di un computer con una super potenza di calcolo mai vista prima.

Tecnologia promettente

Molti paesi hanno espresso interesse a sapere cos’è un computer quantistico e quali sono i suoi usi, deve essere preparato per questa potente tecnologia che vede un futuro promettente. Questa classe di macchine è molto complessa da costruire, programmare e ospitare. Pertanto, è una tecnologia ancora in fase di sviluppo. In questo senso, vengono sollevate le seguenti considerazioni:

• Non è una tecnologia che sostituirà i computer convenzionali a casa.
• Il mercato sarà molto redditizio per la commercializzazione di queste macchine, circa 50.000 milioni di dollari l’anno.

In che modo la tecnologia quantistica può avvantaggiarci?

È uno strumento molto potente nelle aree in cui è necessaria l’elaborazione di grandi quantità di dati. In questo modo, sapere cos’è un computer quantistico e quali sono i suoi usi sarà molto utile per aree come:

• Medicinale: l’industria farmaceutica è una di quelle che beneficiano maggiormente di questa tecnologia. Dal momento che consente una moltitudine di combinazioni con diverse variabili che sono necessarie per la preparazione dei farmaci.
• Gestione: è il computer ideale per tenere conti, statistiche e bilanci di grandi aziende che hanno bisogno di eseguire calcoli complessi.
• ingegneria: sviluppo di nuovi materiali, accelerazione dei processi industriali, sicurezza informatica, sensori quantistici e persino intelligenza artificiale sono alcune delle applicazioni per le quali vengono utilizzati questi potenti computer.

Nel complesso, le future applicazioni di questa tecnologia sono molto promettenti, molte delle quali includono:

• Analisi di operazioni molecolari complesse.
• Sviluppo di sistemi con simulazione chimica e fisica.
• Materiali più resistenti per la costruzione.
• Rete in fibra ottica e satelliti con tecnologia qubit.
• Distribuzione efficiente delle risorse energetiche nella rete industriale.
• Costruzione di robot interattivi con intelligenza artificiale.

Le grandi aziende scommettono su questa tecnologia

Oggi, molte aziende stanno sviluppando utilità pratiche per questi computer. Tra i quali abbiamo:

• Batterie: Le società Daimler e Volkswagen utilizzano questi computer per simulare la composizione chimica delle batterie nei veicoli elettrici. Con il quale, si spera di trovare nuovi modi per massimizzare le prestazioni.
• Aeronautica: Nel caso degli aeroplani, la compagnia Airbus li sta utilizzando per ottimizzare le rotte di salita e discesa dei voli, migliorando così l’utilizzo del carburante.
• GPS: Allo stesso modo, Volkswagen ha sviluppato un servizio di rotta migliorato per taxi e autobus, che consente di calcolare la traiettoria nelle città e quindi di ridurre al minimo il traffico.
• Farmaci: Questo è uno dei settori che ha beneficiato di più, poiché la potente capacità di questi computer consente di confrontare e analizzare più composti nello sviluppo di nuovi farmaci.

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Il computer quantistico è già reale

Per l’anno 2019 l’azienda IBM porta alla luce il suo primo computer quantistico commerciale, denominato IBM Q System One. Si tratta di un ibrido che combina il quantum computing con quello tradizionale, è costituito da un sistema a 20 qubit in grado di elaborare grandi quantità di calcoli La piattaforma di questo modello è caratterizzata da:

• Sistemi integrati.
• Hardware avanzato.
• Calcoli quantistici e altre operazioni software che applicano il calcolo quantistico.
• Accesso remoto o servizi cloud

Allo stesso modo, anche aziende come Microsoft, Google, IonQ e Rigetti stanno sviluppando la ricerca quantistica, con grandi progressi in questo settore.

Esperimenti sul cloud

Per gli amanti dei computer, la società IBM ha lanciato un prototipo quantistico a cui è possibile accedere tramite accesso remoto. Questo computer si trova in un laboratorio di Yorktown ed è ancora in versione beta.

Tuttavia, rappresenta una porta per molti scienziati e programmatori per iniziare a sviluppare applicazioni. È un grande contributo per scienziati e ingegneri che hanno bisogno di risolvere problemi complessi, che con altri sistemi richiederebbero decenni per risolverli.

Sfide quantistiche: tecnologia potenziale

Nonostante i grandi progressi, ci sono ancora importanti sfide da risolvere, tra le quali abbiamo:

• Aumenta il numero di qubit dei computer.
• Progettare un sistema di raffreddamento migliorato per i chip superconduttori.
• Eseguire il debug del tasso di errore nei risultati.
• Aumenta la quantità di elaborazione quantistica.
• Ottieni la supremazia quantistica tra i processori commerciali.
• Innovazione globale.
• Adatta un modello personale che possa essere utilizzato nelle case.
• Offri attrezzature quantistiche a basso costo.
• Ricicla in modo efficiente potenti algoritmi.

Ci vorranno probabilmente molti anni prima che i computer quantistici raggiungano il loro pieno potenziale. Le aziende che sviluppano queste macchine si trovano ad affrontare una mancanza di personale qualificato in questo campo e una carenza di fornitori per la loro fabbricazione.

Tuttavia, una volta superati tutti questi ostacoli, il mondo dell’informatica sarà in presenza di una macchina innovativa che, se risponderà a tutte le aspettative, rivoluzionerà interi settori.

Le capacità di un computer quantistico possono essere infinite e sono perse di vista, il che cambierà il panorama globale e il modo in cui le informazioni vengono elaborate, archiviate e trasmesse.