L'entusiasmo per l'informatica quantistica si attenua a causa della mancanza di usi pratici

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I rudimentali computer quantistici di oggi sono già sul punto di compiere imprese significative oltre la portata dei computer tradizionali? Oppure le loro capacità sono state esagerate, poiché gli usi pratici della tecnologia si stanno allontanando nel futuro?

Queste domande sono state messe in forte rilievo negli ultimi giorni un reclamo da un gruppo di ricercatori cinesi di aver trovato un modo per rompere la crittografia RSA che è alla base di gran parte delle odierne comunicazioni online.

La probabilità che computer quantistici essere in grado di decifrare la crittografia online era ampiamente ritenuto un pericolo che avrebbe potuto nascondersi un decennio o più in futuro. Ma i 24 ricercatori, provenienti da alcune delle migliori università cinesi e laboratori sostenuti dal governo, hanno affermato che la loro ricerca ha dimostrato che potrebbe essere possibile utilizzare la tecnologia quantistica già disponibile.

I bit quantistici, o qubit, utilizzati nelle macchine odierne sono altamente instabili e mantengono i loro stati quantistici solo per periodi estremamente brevi, creando “rumore”. Di conseguenza, “gli errori si accumulano nel computer e dopo circa 100 operazioni ci sono così tanti errori che il calcolo fallisce”, ha affermato Steve Brierley, amministratore delegato della società di software quantistico Riverlane.

Ciò ha portato alla ricerca di qubit più stabili e di tecniche di correzione degli errori per superare il “rumore”, rimandando di molti anni la data in cui i computer quantistici raggiungeranno probabilmente il loro pieno potenziale.

I Cinese L'affermazione, al contrario, sembrava essere un'approvazione dei sistemi "rumorosi" di oggi, suscitando allo stesso tempo una ventata di preoccupazione nel mondo della sicurezza informatica per una minaccia potenzialmente imminente alla sicurezza online.

Alla fine della scorsa settimana, un certo numero di ricercatori all’intersezione tra matematica avanzata e meccanica quantistica avevano gettato acqua fredda su questa affermazione.

Brierley di Riverlane ha affermato che "non può funzionare" perché i ricercatori cinesi avevano ipotizzato che un computer quantistico sarebbe stato in grado di eseguire semplicemente un vasto numero di calcoli simultaneamente, piuttosto che cercare di ottenere un vantaggio applicando le proprietà quantistiche del sistema.

Peter Shor, il matematico americano che per primo propose un modo per i computer quantistici di decifrare la crittografia, predisse che l’incapacità di eseguire tutti i calcoli contemporaneamente avrebbe significato che ci sarebbero voluti “milioni di anni” affinché un computer quantistico eseguisse il calcolo proposto nell’articolo. .

La ricerca cinese arriva in un momento in cui molte aziende che lavorano sulla tecnologia sono in una corsa per dimostrare che i sistemi “rumorosi” di oggi possono raggiungere i cosiddetti vantaggio quantistico – il punto in cui un computer quantistico può eseguire un compito utile in modo più efficiente rispetto a una macchina tradizionale, o “classica”, inaugurando l’uso commerciale della tecnologia.

Quattro anni fa, John Preskill, professore di fisica teorica al California Institute of Technology, predisse che i sistemi quantistici avrebbero iniziato a sovraperformare e avrebbero potuto avere usi commerciali una volta raggiunte le dimensioni di 50-100 qubit. Ma quel momento è arrivato e passato senza che i sistemi quantistici mostrassero una chiara superiorità. IBM ha presentato un computer da 127 qubit più di un anno fa e il mese scorso ha annunciato che un nuovo processore da 433 qubit sarebbe stato disponibile nel primo trimestre del 2023.

In questi giorni Preskill sembra più cauto. "Mi aspetto che per applicazioni pratiche con un valore aziendale significativo dovremo aspettare computer quantistici con tolleranza agli errori e con correzione degli errori", ha affermato, aggiungendo che questo probabilmente è "una via d'uscita". Ma ha aggiunto che i sistemi odierni hanno già un valore scientifico.

Uno dei motivi per cui le speranze si sono ritirate è che sono stati trovati nuovi modi per programmare i computer classici per gestire compiti che un tempo si pensava fossero al di là delle loro capacità.

Ciò ha spinto indietro la frontiera quantistica, ritardando il momento in cui le persone che costruiscono sistemi quantistici potranno rivendicare un vantaggio, ha affermato Oskar Painter, responsabile dell’hardware quantistico nella divisione cloud computing di Amazon, una delle aziende tecnologiche che sta costruendo il proprio computer quantistico. "Non avrebbero mai potuto dire: 'Sarà meglio'", ha detto.

Dopo anni di crescenti aspettative, la mancanza di usi pratici per la tecnologia ha portato alcuni esperti a mettere in guardia da un potenziale “inverno quantistico”, un periodo in cui la delusione per una nuova tecnologia porta a un calo di interesse per diversi anni. Il termine è preso in prestito dagli “inverni” dell’IA degli anni ’1970 e ’1980, quando una serie di promettenti percorsi di ricerca si rivelarono vicoli ciechi, riportando il campo indietro per periodi prolungati.

"Le persone temono che sarà davvero dura", ha affermato Painter di Amazon Web Services. Come molti nel settore, però, ha affermato che è improbabile che qualsiasi reazione a breve termine colpisca i finanziamenti alla ricerca a lungo termine. “Non credo che andrà via.”

Le speranze sempre più sfumate di ottenere i primi benefici dall’informatica quantistica hanno già contribuito a un forte calo delle azioni di una manciata di aziende che hanno cavalcato l’onda dell’entusiasmo per il settore per quotarsi in borsa a partire dalla metà del 2021.

Sulla base del picco dei prezzi delle loro azioni subito dopo la quotazione in borsa, Arquit, IonQ, D-Wave e Rigetti hanno raggiunto un valore combinato di 12.5 miliardi di dollari. Da allora la cifra è scesa a 1.4 miliardi di dollari. Tra gli eventi che hanno colpito le aziende quantistiche lo scorso anno, IonQ è stata colpita da un rapporto di un venditore allo scoperto che sosteneva che la sua tecnologia non era all'altezza delle sue affermazioni, mentre il fondatore di Rigetti, Chad Rigetti, è stato rimosso dalla carica di amministratore delegato prima di lasciare l'azienda alla fine dell'anno. .

Parte del problema che il settore deve affrontare è stato un eccesso di “hype” sulla tecnologia, ha affermato Constantin Gonciulea, responsabile della tecnologia avanzata presso Wells Fargo. Ha paragonato l'accumulo di aspettative sul settore quantistico a quello delle criptovalute, poiché molti non esperti sono stati coinvolti in questo campo e le promesse per la tecnologia hanno superato di gran lunga il suo potenziale nel breve termine.

Nonostante ciò, le aziende che lavorano sulle prime macchine e software quantistici insistono ancora sul fatto che gli usi pratici della tecnologia sono proprio dietro l’angolo, pur continuando a evitare attentamente di fornire una previsione troppo precisa su quando esattamente ciò avverrà.

David Rivas, responsabile dell’ingegneria e del prodotto presso Rigetti, ha affermato che l’azienda crede ancora di poter raggiungere un vantaggio quantistico quando i suoi computer avranno “da poche centinaia a poche migliaia di qubit”. Anche se non possono eguagliare le prestazioni dei supercomputer odierni, saranno comunque utili se costano molto meno o se possono funzionare più velocemente o con maggiore precisione, ha affermato.

Per alcune aziende quantistiche, la sorprendente affermazione cinese sulla crittografia online è stata un segnale che il grande momento della tecnologia si sta avvicinando. Ma per i dubbiosi, l’apparente impraticabilità della ricerca servirà a confermare che l’informatica quantistica è ancora un esperimento scientifico impressionante piuttosto che una tecnologia pratica.

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