La legge di Neven: i computer quantistici stanno arrivando

La legge di Neven: i computer quantistici stanno arrivando
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”Sembra che non stia accadendo niente, ancora niente e poi ops, improvvisamente sei in un mondo diverso, questo è quello che stiamo sperimentando.”

Con queste parole Hartmut Neven, direttore del Quantum Artifical Inteligence Lab, prova a descrivere quello che sta accadendo nell’ambito della corsa ai computer quantistici, nel descrivere la legge che ormai, nel gergo, porta il suo nome: la legge di Neven. Una legge che descrive quanto velocemente i computer quantistici guadagnino potenza di calcolo in confronto ai computer a cui tutti siamo abituati.

Ma prima un passo indietro.

Nel dicembre 2018, i ricercatori alla Google AI hanno operato un calcolo sul più potente processore quantistico di Google dell’epoca e sono poi stati in grado di simulare tale calcolo su un laptop. A gennaio di quest’anno hanno riprodotto lo stesso test con un processore migliorato e, per simulare il risultato, sono dovuti ricorrere ad un potente desktop. A febbraio non c’erano più computer nell’edificio in grado di simulare il miglior processore quantistico che erano riusciti ad ottenere e hanno dovuto chiedere la disponibilità dell’enorme network di server di Google per un po' di tempo.

Questa rapidità nel surclassare la potenza dei normali computer è stata quantificata da Neven, affermando che la potenza di un computer quantistico cresca in modo doppiamente esponenziale rispetto alla controparte classica. Una normale crescita esponenziale è già alquanto veloce e significa che una certa quantità cresce con la potenza di 2. 21 22 23 24 ecc... I primi termini possono essere piccoli e la crescita non così rapida ma, dopo pochi salti, questa diventa estremamente importante.

Una doppia crescita esponenziale è estremamente più veloce. Posto a=2i con i=1,2,3 ecc... si ha 2a. A cosa è dovuta questa velocità? A due fattori combinati, secondo Neven. Il primo è che i computer quantistici hanno un intrinseco vantaggio esponenziale rispetto ai computer classici. Per esempio, se un circuito quantistico ha 4 bit quantistici, serve un circuito classico con 16 bit normali per raggiungere la stessa potenza di calcolo. Questo primo vantaggio in particolare rimarrebbe vero anche se i computer quantistici non migliorassero mai.

Il secondo fattore deriva dalla velocità con cui i processori quantistici stanno migliorando. Neven afferma infatti che gli ultimi processori quantistici sviluppati da Google migliorano con un andamento esponenziale. Quindi, se i computer classici hanno bisogno di una potenza di calcolo esponenziale per eguagliare la loro controparte quantistica e questa cresce di potenza esponenzialmente nel tempo, si ottiene la doppia crescita esponenziale osservata da Neven.

I computer quantistici sono un sogno per molti amanti della tecnologia; hanno simulato le proprietà di un materiale e sono riusciti, in un esperimento, a prevedere 16 futuri diversi. Chissà che non siano presenti anche in uno dei nostri, di futuri.

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