Informatica quantistica: una nuova era d'oro dell'informatica
da Mario Piattini Velthuis (Professore universitario, Direttore del Grupo Alarcos, aQuantum CRO).
L'IBM Institute for Business Value sottolinea che viviamo nel decennio quantistico, in cui i computer quantistici si stanno preparando a superare i computer classici in compiti significativi, ottenendo ciò che chiamiamo "vantaggio quantistico". Un computer quantistico memorizza le informazioni in oggetti chiamati qubit e le trasforma sfruttando alcune proprietà speciali della meccanica quantistica; che è il campo della fisica che descrive il comportamento della natura a livelli subatomici (ad esempio il comportamento di fotoni, elettroni, ecc.), per i quali la meccanica classica non offre una soluzione soddisfacente. A differenza del bit, che può trovarsi solo in uno stato (0 o 1), il qubit può trovarsi simultaneamente negli stati 0 e 1. Questa sovrapposizione di due stati quantistici consente l'elaborazione su larga scala; poiché la capacità operativa di un computer quantistico aumenta esponenzialmente con la dimensione (in numero di qubit).
Esistono centinaia di applicazioni interessanti per questo nuovo tipo di paradigma in economia e finanza, chimica, medicina e salute, logistica e filiera, energia, cambiamenti climatici, agricoltura, ecc. E, naturalmente, l'informatica quantistica ha un impatto fondamentale sulla sicurezza informatica (crittografia post-quantistica) e sull'intelligenza artificiale (poiché consentono usi molto potenti dell'apprendimento automatico quantistico, del deep learning quantistico e di altre tecniche di intelligenza artificiale).
La curva di apprendimento per questa nuova tecnologia è molto più alta delle precedenti e quindi richiede molto più tempo alle organizzazioni per avere le capacità necessarie in questo campo. Se c'è già una mancanza di talento nelle tecnologie quantistiche e nell'informatica in generale, nell'informatica quantistica è tremendo ed è uno dei problemi più seri che le aziende devono affrontare e potrebbe diventare il principale freno al decennio quantico.
Ecco perché è necessario che non solo buoni matematici e fisici quantistici, ma anche ingegneri informatici -siano essi specialisti in hardware e reti di computer, linguaggi di programmazione, interfacce utente, intelligenza artificiale, ingegneria del software, ecc. - inizino ad occuparsi di questo nuovo paradigma e contribuiscono con le loro conoscenze e capacità di insegnamento. In questo modo raggiungeremo una nuova "età d'oro" dell'informatica, dal momento che l'informatica quantistica ci offre un'opportunità unica, allo stesso modo dei pionieri dell'informatica negli anni '1960.
Quando si tratta di sviluppo software in particolare, molti specialisti quantistici non sono a conoscenza dei principi e delle tecniche di ingegneria del software e sono quindi inclini a commettere vecchi errori, rischiando costose "riscoperte". Per questo motivo è necessario fare un passo in più e cercare di aumentare la consapevolezza sulla Quantum Software Engineering, con l'obiettivo di produrre software quantistico con alti livelli di qualità e produttività.
D'altra parte, è fondamentale rafforzare il rapporto con il mondo delle imprese, sia in termini di ricerca che di formazione dei professionisti, poiché affinché il campo della tecnologia quantistica abbia il maggior successo possibile, è essenziale che ci sia una stretta collaborazione tra industria e mondo accademico. In questo senso, abbiamo creato alcuni anni fa l'unità di ricerca congiunta aQuantum tra l'UCLM e la società Alhambra IT. Questa collaborazione consente lo sviluppo di progetti di ricerca cruciali per risolvere i problemi posti dall'informatica quantistica, come il progetto "QHealth: Quantum Pharmacogenomics applicato all'invecchiamento" del programma CDTI Misiones.
Da questa piattaforma incoraggio ciascuno di noi, dai rispettivi campi d'azione, ad analizzare in che modo l'informatica quantistica ha un impatto su di noi e cosa possiamo contribuire dalla nostra vasta esperienza con l'informatica classica, poiché come avverte il fisico quantistico José Ignacio Latorre: "Il futuro Il business quantistico sarà crescere, che ci piaccia o no, perché il futuro della nostra tecnologia è quantico".
