Quantum Computing
Il Quantum Computing rappresenta oggi una delle innovazioni tecnologiche più promettenti del nostro tempo, con il potenziale di rivoluzionare radicalmente il modo in cui affrontiamo problemi complessi. Esistono infatti sfide talmente articolate e intricate – come la simulazione di molecole per la scoperta di nuovi farmaci o l’ottimizzazione di sistemi con milioni di variabili, ad esempio nella logistica – in cui i computer tradizionali mostrano evidenti limiti.
Per affrontare questi problemi, i calcolatori convenzionali possono impiegare mesi o addirittura anni per arrivare a una soluzione precisa. Spesso, siamo costretti ad accontentarci di risultati approssimativi, ricorrendo ad algoritmi che forniscono risposte subottimali, accettando compromessi tra accuratezza e tempi di calcolo. L’avvento dei computer quantistici, tuttavia, promette di cambiare radicalmente questo scenario.
Ma cosa sono, in concreto, i computer quantistici? E perché si chiamano così?
La tecnologia quantistica sfrutta i principi della **meccanica quantistica – la branca della fisica che studia il comportamento della materia su scala subatomica – per elaborare informazioni in modo del tutto nuovo. Grazie all’utilizzo dei qubit e a tre principi fondamentali della fisica quantistica – sovrapposizione, interferenza ed entanglement – questi dispositivi possono gestire enormi volumi di dati ed eseguire simulazioni estremamente complesse a velocità senza precedenti. Il qubit (bit quantistico) è l’unità base dell’informazione quantistica, l’equivalente quantico del bit classico. A differenza del bit tradizionale, che può assumere solo i valori 0 o 1 – come una moneta può essere solo testa o croce – il qubit può esistere in uno stato di sovrapposizione, ovvero in una combinazione simultanea di 0 e 1. Ciò lo trasforma da elemento deterministico a elemento probabilistico: proprio come una moneta che, mentre gira in aria, ha una certa probabilità di mostrare testa o croce.
Un modo intuitivo per comprendere il concetto di sovrapposizione è il famoso paradosso del gatto di Schrödinger. Immaginiamo un gatto chiuso in una scatola, insieme a un meccanismo che può – con pari probabilità – rilasciare un veleno letale o rimanere inattivo. Finché la scatola rimane chiusa, non possiamo sapere se il gatto è vivo o morto. Secondo la meccanica quantistica, il gatto è contemporaneamente vivo e morto, finché non lo osserviamo.
Un computer quantistico, dunque, è una macchina che utilizza qubit per elaborare informazioni, sfruttando la manipolazione degli stati quantistici della materia. Grazie alla sovrapposizione e all’entanglement, è in grado di processare molteplici input contemporaneamente, riducendo drasticamente il numero di operazioni necessarie per ottenere un risultato.
Il vantaggio è impressionante: se un computer classico può eseguire N operazioni con N bit, un computer quantistico con N qubit può eseguirne 2^N, e potenzialmente essere 2^N volte più veloce. Questo aumento esponenziale della capacità computazionale apre la strada alla risoluzione di problemi finora considerati irrisolvibili.
Ma non si tratta solo di velocizzare i calcoli o aumentare la potenza computazionale: il quantum computing rappresenta un vero cambio di paradigma, capace di affrontare in modo innovativo problematiche complesse e oggi intrattabili.
Tuttavia, come ogni tecnologia rivoluzionaria, anche questa porta con sé conseguenze potenzialmente pericolose.
La potenza di calcolo dei computer quantistici è tale da compromettere i sistemi crittografici attuali, mettendo a rischio la sicurezza dei nostri dati. Gli algoritmi di cifratura usati oggi sono progettati per resistere ai computer binari, che impiegherebbero migliaia di anni per forzare una singola chiave crittografica.
Ma con un computer quantistico? In poche ore, sarebbe possibile decifrare qualunque sistema di sicurezza attualmente in uso, con conseguenze disastrose.
Proprio perché ci troviamo sull’orlo di una ‘’rivoluzione digitale’’, spinta dallo sviluppo del quantum computing, è urgente che esperti di crittografia e fisici quantistici collaborino per creare nuovi protocolli sicuri per la firma digitale, la cifratura e lo scambio delle chiavi, capaci di resistere agli attacchi dei futuri computer quantistici.
-Settembre 2025-