IL RISVEGLIO DEL CADUCEO DORMIENTE: la vera genesi dell'Homo sapiens

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LA NUOVA CONOSCENZA

sabato 16 gennaio 2016

IL COMPUTER QUANTISTICO


SEGNALATO DAL DR. GIUSEPPE COTELLESSA (ENEA)

D-Wave, il computer quantistico di Google


SI CHIAMA D-Wave, appartiene a Google ed è ospitato allo Ames Research Center, di proprietà della Nasa. È uno degli oggetti più esclusivi, misteriosi e controversi al mondo. Si tratta - almeno a quanto sostiene l'omonima azienda che lo produce - di un computer quantistico, ovvero un dispositivo informatico che sfrutta i principi e le proprietà della meccanica quantistica, la branca della fisica moderna che descrive il comportamento di particelle microscopiche come fotoni, elettroni e quark. Dopo due anni di ricerca - Big G ha acquistato D-Wave nel 2013 e la sua versione aggiornata, D-Wave 2X, qualche mese fa - il colosso di Mountain View ha appena annunciato, in due articoli pubblicati sul Google Research Blog e su ArXiv (l'archivio online per bozze definitive, "pre-prints", di articoli scientifici in fisica, matematica, informatica, finanza quantitativa e biologia), che il proprio computer quantistico avrebbe risolto un problema matematico "100 milioni di volte più velocemente rispetto a quanto farebbe un computer 'tradizionale'". Un risultato niente male.

Dall'abaco al qubit: la storia dell'informatica per immagini


Il condizionale, in realtà, è d'obbligo. Anzitutto, perché i lavori pubblicati su ArXiv non sono sottoposti al processo di peer review, cioè di analisi e revisione da parte di esperti indipendenti, e dunque, in attesa di ulteriori valutazioni, vanno presi con le pinze. Ma anche, e soprattutto, perché la natura e le prestazioni di D-Wave sono da lungo tempo oggetto di dibattito all'interno della comunità scientifica. Per comprendere la natura della controversia, è bene fare un passo indietro. I processori tradizionali, basati sull'elettronica e sui semiconduttori (quelli presenti nei nostri laptop, smartphone e tablet, per intenderci), memorizzano ed elaborano i dati sotto forma di bit, unità minime di informazione che possono assumere i valori 0 e 1 e che codificano, rispettivamente, il passaggio o l'interruzione di corrente elettrica. I computer quantistici, invece, fanno uso dei cosiddetti "qubit" (ovvero bit quantistici, per l'appunto), che codificano lo stato quantistico di una particella e permettono di memorizzare molte più informazioni rispetto alle uniche due possibilità dei bit tradizionali. È per questo motivo che, almeno in linea di principio, i computer quantistici hanno profondità e velocità di calcolo molto maggiori rispetto a quelli basati sull'elettronica.

Computer quantistico di Google Vs computer tradizionale: il confronto


Per misurare le prestazioni di un processore, gli informatici lo mettono alla prova con un problema numerico la cui soluzione richiede, tipicamente, un gran numero di calcoli. In particolare, il supercomputer di Google si è misurato con il cosiddetto simulated annealing, un problema di ottimizzazione in cui il processore deve esaminare una sorta di "paesaggio numerico" complesso, fatto di montagne, colline, vallate e depressioni, e ricercarne il punto più basso. Mentre un dispositivo tradizionale viaggia "a caso" nel paesaggio, scalando e discendendo le colline fino alla scoperta della valle più profonda, un computer quantistico sfrutta il cosiddetto effetto tunnel, un principio che permette di "passare attraverso le colline anziché scalarle, un processo detto quantum annealing", come ha spiegato nel 2013 David Lidar, della University of Southern California, autore di una ricerca per scoprire, per l'appunto, se D-Wave fosse un "vero" computer quantistico. Arriviamo così finalmente al presente: Google ha dichiarato che il suo gioiellino è riuscito a eseguire calcoli secondo la tecnica del quantum annealing fino a 100 milioni di volte più veloce rispetto a un computer tradizionale.

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