Una chiarificazione dovuta sui computer quantistici

[passworld]

Fin'ora ho usato toni un po' duri nei confronti dell'AI e dei computer quantistici.

Quindi, ora, vi propongo una sintesi scientifica della materia tratta da wikipedia:

a.1)che cos'è il qbit?

Per definire il qubit è indispensabile introdurre innanzi tutto il concetto nuovo di quanto di informazione, cioè la più piccola porzione in cui una qualsiasi informazione codificata può essere scomposta; è quindi l'unità di misura dell'informazione codificata.

Così come il bit è il quanto di informazione della computazione classica, la computazione quantistica si basa su un concetto analogo: il quantum bit.

Al pari del bit, il qubit è un oggetto matematico con sue specifiche proprietà. Il vantaggio nel trattare i qubit come entità astratte risiede nella libertà di costruire una teoria generale della computazione quantistica che non dipende dagli specifici sistemi utilizzati per la sua realizzazione.

b.2)cronistoria

2001 - IBM all'Almaden Research Center crea un elaboratore quantistico a 7 qubit (Composto da una sola molecola con 7 spin nucleari).

2005 - Fisici dell'University of Arizona sono riusciti a misurare direttamente le variazioni subite dalla lunghezza d'onda di un atomo a contatto con una superficie.

2005, febbraio- Correlazione quantistica fra atomi artificiali.

2005, dicembre - Viene creato dagli scienziati dell'istituto di ottica quantistica e informatica quantistica dell'Università di Innsbruck in Austria il primo qubyte (8 qubit).

I ricercatori dell'Università di Harvard e il Georgia Institute of Technology riescono a trasferire informazione quantistica tra memorie quantistiche, da atomi a fotoni e viceversa.

2006 - Peter Zoller, dell'Università di Innsbruck scopre un metodo per usare molecole polari criogeniche per rendere stabili le memorie quantistiche.

Ricercatori giapponesi sviluppano un metodo per contare singoli elettroni [1].

2007, 13 febbraio - D-Wave Systems mostra pubblicamente quello che ritiene il primo computer quantistico adiabatico a 16 qubit.

2010 - Thomas Monz, Philipp Schindler, Julio Barreiro, Michael Chwalla, Daniel Nigg, William Coish, Maximilian Harlander, Wolfgang Hänsel, Markus Hennrich e Rainer Blatt dell'Istituto per la Fisica sperimentale dell'Università di Innsbruck, Austria, dell'Istituto per il Calcolo Quantistico e il Dipartimento di Fisica e Astronomia, dell'Università di Waterloo, Ontario, Canada, del Dipartimento di fisica della McGill University, Montréal, Québec, Canada e dell'Istituto per l'Ottica dei quanti e dell'Informazione quantistica, dell'Accademia austriaca delle scienze, Innsbruck, Austria inviano il 30 settembre 2010 al Physical Review Letters l'articolo in cui illustrano la realizzazione da parte loro di stati Greenberger-Horne-Zeilinger con fino a 14 qubit con atomi di calcio, pubblicato il 31 marzo 2011.

2011, 2 giugno - Venduto il primo computer quantistico D-Wave One alla compagnia Lockheed Martin Corporation di Bethesda, Maryland.

2012, aprile - Gli scienziati del Max Planck Institute, istituto Quantum Optics, riescono a creare la prima rete quantica funzionante.

2013, maggio - Google e NASA presentano il supercomputer quantistico D-Wave Two, che si trova nel Quantum Artificial Intelligence Lab, in California.

2017, maggio - IBM ha realizzato e reso operativi i due computer quantistici universali più potenti mai realizzati finora. I nuovi sistemi hanno rispettivamente 16 e 17 qubit.[2]

2019, ottobre - Google ha realizzato il computer quantistico più potente mai realizzato finora. Il nuovo sistema ha 54 qubit (di cui uno non funzionante). Tale computer quantistico è stato il primo ad aver raggiunto la quantum supremacy, ovvero la risoluzione in tempi ragionevoli di un problema matematico che i normali supercomputer risolverebbero in migliaia di anni di computazione. Il computer quantistico di Google ci ha impiegato 200 secondi. IBM, dal canto suo, ha subito risposto che lo stesso problema è risolvibile dal loro supercomputer tradizionale in 2 giorni e mezzo con una piccola modifica.[3]

2020, aprile - QuTech lancia Quantum Inspire, il primo processore quantistico basato su "spin qubits" controllati dalla tecnologia lock-In amplifier.[4]

2021, novembre - IBM annuncia la realizzazione di Eagle, il nuovo computer quantistico più potente mai realizzato finora. Il processore Eagle ha 127 qubit e “il numero di bit classici necessari per rappresentare uno stato sul processore a 127 qubit supera il numero totale di atomi che compongono gli oltre 7,5 miliardi di persone presenti sulla Terra“.[5]

2022: i ricercatori del Tsinghua University's Center for Quantum Information dimostrano che i due tipi di qubit possono essere codificati da un singolo ione.[6]

2022, IBM annuncia la realizzazione di Osprey, il nuovo computer quantistico più potente mai realizzato. Il processore ha 433 qubit

a.3) confronto tra bit e qbit

il numero di bit classici necessari per rappresentare uno stato sul processore a 127 qubit supera il numero totale di atomi che compongono gli oltre 7,5 miliardi di persone presenti sulla Terra“.[5]

Nota personale

Tradurre una teoria in un sistema informatico teorico-pratico è una cosa che non mi piace e lo si vede dai problemi che la forzatura incontra attualmente.

I problemi attuali dei computer quantistici, infatti, sono molti:

1)i c.q. che non usano la luce e i fotoni  integrati nella sistemica,sono sensibilissimi all'ambiente. Siccome stiamo parlando di entanglement, i c.q. devono essere completamente isolati dall'ambiente stesso.Per questo sono immersi in un  "bagno" freddissimo, quasi allo zero assoluto!

Ma  nonostante questo, visto che stiamo parlando di campi quantici e di entanglement, ogni minima interferenza è possibile

Per questo  è più facile che sbagli un c.q. che un supercomputer attuale.

Da ultimo e non per importanza, i c.q.lavorano con poche decine di qbit.

Per questo,  come ammettono gli stessi esperti,gli esperimenti fatti fin'ora  sono stati  programmati proprio per ottenere un determinato risultato con la minima probabilità di errore.

Questo crea una contraddizione insolita tra la "flessibilità 0/1" del qbit e il suo uso forzato in esperimenti guidati!

Una   contraddizione che interferisce con  la proprietà caratteristica del qbit e della informatica quantistica: QUELLA DI ESSERE MOLTO PIÙ "LIBERA" E "DUTTILE" DI QUELLA NON QUANTISTICA!

Quindi siamo molto lontani dal computer quantistico che può lavorare bene solo con  centinaia di milioni o forse miliardi di qbit!!!

E questo, tra l'altro, con un ingombro ambientale ridotto  e un hardware performante, cose che sono  ancora di là da venire!