La curiosità è il fondamento dell'evoluzione del calcolo quantistico

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su Thinkers & Makers, una rivista di Akkodis che presenta le menti più brillanti e i progetti innovativi che stanno guidando il futuro della tecnologia e dell'ingegneria.

Siamo sul punto di risolvere alcuni dei problemi più complessi della società e, quando si parla di calcolo quantistico, è la curiosità a detenere la chiave per sbloccare capacità straordinarie.

Un potente vantaggio quantistico

Sfruttando i fenomeni della fisica quantistica, il calcolo quantistico sta attualmente rivoluzionando il modo in cui i dati vengono elaborati. Utilizza singole particelle atomiche o simili all'atomico, note come qubit, come elementi costitutivi di base per contenere le informazioni.

"Ciò che è davvero interessante è il modo in cui possiamo utilizzare l'abilità all'interno della struttura della meccanica quantistica per far sembrare le cose complesse molto più semplici e realizzabili", ha affermato Hossein Afsharnia, ingegnere di ricerca e sviluppo di Akkodis.

Per alcune attività, il guadagno di efficienza dell'utilizzo del calcolo quantistico può essere esponenziale: un computer tradizionale richiederebbe risorse esponenzialmente maggiori per implementare ed eseguire lo stesso calcolo. I computer quantistici potrebbero consentirci di eseguire calcoli complessi con un'efficienza senza precedenti e risolvere alcune delle sfide più impegnative del nostro tempo.

"Per me, è un miracolo che l'umanità sia in grado di costruire un hardware del genere." – Andreas Schruba, Product Manager di Akkodis Quantum Technology

Il calcolo quantistico è già in azione nella nostra società. Le società di gestione patrimoniale lo utilizzano per aumentare i profitti in valuta estera. Una casa automobilistica globale ha collaborato con esperti quantistici per ridurre il tempo necessario per progettare un veicolo, testare l'aerodinamica e prevedere le prestazioni dei materiali sotto stress.

Si sta anche lavorando per sviluppare algoritmi che alla fine aiuteranno con la gestione e l'ottimizzazione della catena di approvvigionamento, che aiuterebbero le aziende a reagire rapidamente quando si verificano problemi nella catena di approvvigionamento.

L’Evoluzione del calcolo quantistico

L’interesse per il calcolo quantistico sta crescendo rapidamente e si evolve ogni giorno. Con l’aumento dell’accesso a queste piattaforme, cresce anche l’interesse nell’esplorare possibili applicazioni.

Tuttavia, c'è ancora molto lavoro da fare. I qubit sono fragili e soggetti a errori. Per loro natura, sono difficili da controllare. Se i loro errori non vengono corretti, un computer quantistico produrrà risultati senza senso.

Gli esperti stanno lavorando per sviluppare algoritmi per superare e correggere i problemi dei qubit in modo che i sistemi quantistici possano scalare in modo affidabile ed essere più tolleranti agli errori.

Il futuro del calcolo quantistico dipenderà dalla capacità degli utenti di identificare applicazioni straordinarie per l’hardware attuale. Questo tipo di calcolo può essere utilizzato per accelerare alcuni dei calcoli necessari per risolvere problemi già esistenti; la velocità delle applicazioni rende questi problemi finalmente risolvibili.

Inoltre, emergeranno casi d’uso che oggi non riusciamo nemmeno a immaginare. Da queste nuove applicazioni nasceranno nuove aziende che sapranno sfruttare al massimo i punti di forza unici del calcolo quantistico. Prevediamo che questi nuovi casi d’uso emergeranno non tra dieci anni, ma forse già entro tre o cinque anni.

"Penso che le aziende di maggior successo nei prossimi anni saranno quelle che sono più inventive o più esplorative nel pensiero. Scopriranno nuove applicazioni che potrebbero eccellere nelle loro attività esistenti su aspetti particolari a cui potrebbero non aver pensato all'inizio del loro percorso", ha affermato Schruba.

La curiosità è la chiave per l'evoluzione del calcolo quantistico

Per sfruttare al massimo le potenzialità del calcolo quantistico, dobbiamo partire da un aumento dell’interesse e della curiosità. La fisica, come punto di partenza, aiuta a favorire un’esplorazione iniziale del campo, preparando al tempo stesso a opportunità in vari settori.

Quando le persone acquisiscono una comprensione di come funziona il calcolo quantistico e delle sue applicazioni, aumenta la probabilità di creare soluzioni che oggi non esistono.

Per molti esperti del settore, ciò significa aiutare le generazioni più giovani a sviluppare competenze e interesse per questa tecnologia. Oggi l’obiettivo dovrebbe essere quello di mostrare applicazioni semplici e casi d’uso realistici per l’hardware disponibile. Aiutando i nuovi esploratori a scoprire possibili applicazioni future, assisteremo a un’esplosione di curiosità. E con la curiosità arriva l’innovazione.

“Penso che le persone curiose, esplorative, capaci di collegare le conoscenze di un campo specifico ai computer quantistici saranno gli utenti di maggior successo di questa tecnologia”, ha affermato Schruba.

Prospettive audaci

Considerando la varietà di hardware disponibile e la grande comunità di esperti, entro cinque-dieci anni vedremo qubit con correzione degli errori, un passo fondamentale per costruire computer quantistici su larga scala in grado di risolvere problemi complessi.

Ricorda, senza disporre della correzione dell'errore quantistico, gli algoritmi devono essere brevi per ottenere risultati corretti.

"Lavorando con così tante persone provenienti da diversi campi, diverse tecnologie, è possibile realizzare qualcosa come 50 qubit corretti dagli errori in dieci anni. Sarà dura, ma si può fare", ha dichiarato Stefan Ulm, Senior Project Manager di Akkodis.

Gli esperti di Akkodis ipotizzano che se i computer quantistici raggiungono la possibilità di zero errori, le informazioni esistenti su ogni atomo dell'universo potranno essere decodificate in un computer quantistico che ha solo 400 qubit funzionanti. Attualmente, però, siamo ancora lontani da questo obiettivo, poiché gli errori non permettono di ottenere qubit privi di difetti.

Inoltre, il ruolo degli ingegneri sarà fondamentale per mantenere i sistemi di calcolo quantistico in futuro. La convergenza tra digitale e ingegneria promette un futuro in rapida evoluzione per i professionisti tecnologici, dove le competenze tradizionali diventeranno obsolete e crescerà la domanda di nuove capacità.

C'è un'incertezza diffusa su come l'intelligenza artificiale influenzerà le future capacità di calcolo quantistico e il mercato in generale. Tuttavia, Hossein ritiene che non abbiamo ancora raggiunto alcun modo sequenziale di pensare nell'IA o alcun tipo di elaborazione delle informazioni esistente.

"Il modo in cui gli esseri umani possono pensare in modo sequenziale non può essere sostituito da nessuna macchina di qualsiasi potenza al momento", ha detto Hossein. "Nessun lavoro sarà sostituito completamente da una macchina. Questa è la mia opinione. Forse vedremo ulteriori sviluppi in futuro".

Sfruttare l'ecosistema per la trasformazione

Il successo e la trasformazione del calcolo quantistico dipendono da un ecosistema più ampio di esperti capaci di collaborare per raggiungere obiettivi comuni. Akkodis sta utilizzando la propria vasta esperienza nel settore per aiutare diversi ambiti industriali a identificare le loro sfide e offrire soluzioni innovative per superarle.

La profonda conoscenza degli esperti Akkodis collega l'interesse e le esigenze dei clienti del settore all'hardware disponibile e allo sviluppo di nuovi algoritmi e applicazioni.

Nel 2017, Akkodis ha iniziato con piccoli progetti in questo ambito, costruendo sistemi di controllo per il calcolo quantistico basato su ioni e sviluppando partnership cruciali a livello globale. Attraverso numerose collaborazioni, Akkodis ha affiancato gruppi impegnati nella costruzione di computer quantistici, nello sviluppo di algoritmi e nell’introduzione dei primi casi d’uso industriali.

Con l’evoluzione del calcolo quantistico, siamo tra i primi a collaborare con le organizzazioni per costruire computer capaci di affrontare problemi più complessi.

Queste sfide possono ora essere meglio collegate a problemi reali, riducendo il divario tra ciò che è possibile fare con l’hardware e ciò che è utile per le aziende.

" Siamo tra i primi a sperimentare come i problemi della vita reale possano essere risolti su questo tipo di hardware ", ha affermato Schruba. " Credo che ciò ci dia un vantaggio significativo nel comprendere cosa sia necessario fare per adattare un problema a questi sistemi e ottenere risposte utili”.

E ora? Gli esperti di Akkodis continueranno a coltivare la loro curiosità, ispirando allo stesso tempo i giovani pensatori a diventare pionieri nel calcolo quantistico. Questa tecnologia è trasformativa, e Akkodis è orgogliosa di contribuire al cambiamento del mondo.