Il computing quantistico è un campo della ricerca informatica che si basa sulla teoria della meccanica quantistica per eseguire operazioni di calcolo. A differenza dei computer

classici, che utilizzano bit classici per rappresentare informazioni come 0 o 1, i computer quantistici utilizzano qubit (bit quantistici) che possono rappresentare 0, 1 o una sovrapposizione di entrambi stati simultaneamente grazie a un fenomeno chiamato sovrapposizione quantistica.

Le principali caratteristiche del computing quantistico includono:

Sovrapposizione: I qubit possono rappresentare più stati contemporaneamente, il che significa che un computer quantistico può eseguire operazioni su un'ampia gamma di possibili soluzioni in parallelo.

Intreccio (entanglement): I qubit possono essere intrecciati tra loro, in modo che lo stato di un qubit possa essere correlato allo stato di un altro qubit, anche se sono separati da lunghe distanze. Questo permette la creazione di sistemi quantistici altamente correlati.

Interferenza quantistica: I computer quantistici possono sfruttare l'interferenza quantistica per ottenere risultati desiderati dalle sovrapposizioni quantistiche e dagli intrecci.

Algoritmi quantistici: Sono stati sviluppati algoritmi specifici per il computing quantistico che possono risolvere problemi in modo più efficiente rispetto ai computer classici per alcune applicazioni specifiche, ad esempio l'algoritmo di Shor per la fattorizzazione di grandi numeri e l'algoritmo di Grover per la ricerca non strutturata.

Il computing quantistico ha il potenziale per rivoluzionare diversi campi, tra cui la crittografia, la simulazione di sistemi complessi, l'ottimizzazione e la ricerca scientifica. Tuttavia, al momento attuale, i computer quantistici sono ancora in una fase di sviluppo e le macchine quantistiche disponibili sono limitate in termini di dimensioni e stabilità dei qubit. La ricerca continua per superare queste sfide e sviluppare computer quantistici più potenti e stabili è in corso.

campi di utilizzo dei computer quantistici

I computer quantistici hanno il potenziale per essere utilizzati in diversi campi, grazie alla loro capacità di eseguire calcoli in modo significativamente più veloce rispetto ai computer classici per alcune applicazioni specifiche. Ecco alcuni dei principali campi di utilizzo dei computer quantistici:

Criptografia quantistica: I computer quantistici possono influenzare la crittografia, in particolare possono rendere vulnerabili molti degli algoritmi crittografici utilizzati attualmente. Tuttavia, possono anche essere utilizzati per sviluppare sistemi di crittografia quantistica più sicuri basati su principi quantistici, come la distribuzione quantistica delle chiavi.

Simulazioni quantistiche: I computer quantistici sono particolarmente adatti per simulare sistemi quantistici complessi, come le reazioni chimiche a livello atomico e le proprietà dei materiali. Questo potrebbe avere applicazioni nell'industria farmaceutica, nella progettazione di nuovi materiali e in molte altre discipline scientifiche.

Ottimizzazione: Alcuni problemi di ottimizzazione complessi, come la pianificazione dei trasporti o l'ottimizzazione dei portafogli finanziari, possono essere risolti in modo più efficiente utilizzando algoritmi quantistici.

Apprendimento automatico quantistico: L'apprendimento automatico quantistico è un campo in crescita che cerca di utilizzare i principi quantistici per migliorare gli algoritmi di apprendimento automatico e l'analisi dei dati. I computer quantistici potrebbero accelerare notevolmente il training di modelli complessi.

Fattorizzazione di numeri primi: Gli algoritmi quantistici come l'algoritmo di Shor possono essere utilizzati per fattorizzare grandi numeri in modo molto più efficiente rispetto ai metodi classici. Ciò potrebbe avere implicazioni per la crittografia e la sicurezza informatica.

Ricerca scientifica: I computer quantistici possono essere utilizzati per risolvere problemi scientifici complessi, come la simulazione di comportamenti quantistici in fisica e chimica, l'analisi di dati scientifici complessi e la ricerca nel campo della teoria delle particelle.

Intelligenza artificiale: I computer quantistici potrebbero avere applicazioni nell'accelerazione di algoritmi di intelligenza artificiale, consentendo l'elaborazione più rapida di grandi dataset e la formazione di modelli più complessi.

È importante notare che, al momento attuale, i computer quantistici sono ancora in fase di sviluppo e la loro disponibilità è limitata. Tuttavia, molte aziende e istituzioni di ricerca stanno investendo nella ricerca e nello sviluppo di questa tecnologia, con l'obiettivo di espandere ulteriormente il campo di utilizzo dei computer quantistici in futuro.

I 5 più grandi computer quantistici noti sono:

IBM Quantum Hummingbird - Sede: Yorktown Heights, New York, USA.

Rigetti Aspen-9 - Sede: Berkeley, California, USA.

Google Sycamore - Sede: Santa Barbara, California, USA.

Honeywell Quantum Computer - Honeywell ha diverse ubicazioni per i suoi computer quantistici, tra cui Minneapolis, Minnesota, USA, e Broomfield, Colorado, USA.

IonQ Quantum Computer - Sede: College Park, Maryland, USA.

Tieni presente che la classifica dei computer quantistici più potenti può cambiare nel tempo a misura che vengono sviluppate nuove macchine e tecnologie. Può anche variare a seconda dei criteri utilizzati per misurare la potenza di calcolo quantistica, come il numero di qubit, la qualità dei qubit o la capacità di esecuzione di specifici algoritmi quantistici. Assicurati di verificare le fonti più recenti per le ultime informazioni sui computer quantistici.
Ecco alcune delle principali ubicazioni in Europa:

IBM Quantum Lab in Zurigo, Svizzera: IBM ha un importante laboratorio di ricerca quantistica a Zurigo, che è uno dei centri di ricerca leader nell'ambito dei computer quantistici in Europa.

Rigetti Quantum Cloud in Amsterdam, Paesi Bassi: Rigetti, un'azienda che si occupa di computer quantistici, ha una presenza in Europa attraverso il suo servizio Quantum Cloud basato ad Amsterdam.

Università di Innsbruck, Austria: L'Università di Innsbruck è rinomata per la sua ricerca sulla fisica quantistica e l'informazione quantistica, con laboratori dedicati allo sviluppo di computer quantistici.

Università di Bristol, Regno Unito: L'Università di Bristol è uno dei centri di ricerca più attivi nel Regno Unito nell'ambito dei computer quantistici e dell'informazione quantistica.

Quantum Valley in Germania: La Germania sta facendo progressi significativi nella ricerca e nello sviluppo di tecnologie quantistiche, con molte iniziative e centri di ricerca distribuiti in diverse città tedesche.

Quantum Flagship in Europa: L'Unione Europea ha avviato il programma Quantum Flagship, che coinvolge molte istituzioni e centri di ricerca in Europa, impegnati nello sviluppo di tecnologie quantistiche, compresi i computer quantistici.
 l'Italia è coinvolta nella ricerca e nello sviluppo dei computer quantistici, ma non dispone di un computer quantistico di livello mondiale. Tuttavia, ci sono diverse istituzioni accademiche e centri di ricerca in Italia che partecipano attivamente alla ricerca in questo campo. Alcuni di questi includono:

Università degli Studi di Pavia: L'Università di Pavia ospita il Laboratorio di Fisica Quantistica e Tecnologie Quantistiche (Q-Tech Lab), che si concentra sulla ricerca nell'ambito dell'informazione quantistica e delle tecnologie quantistiche.

Politecnico di Milano: Il Politecnico di Milano è coinvolto nella ricerca sulla fisica quantistica e sulla computazione quantistica attraverso il suo Dipartimento di Fisica.

Università di Roma "La Sapienza": L'Università di Roma "La Sapienza" è coinvolta nella ricerca quantistica, compresa la fisica quantistica e la computazione quantistica.

INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare): L'INFN è coinvolto in vari progetti di ricerca che coinvolgono aspetti della fisica quantistica.

IQST (Istituto Italiano di Tecnologia - Quantum Science and Technology): Questo istituto, con sede a Milano, si concentra sulla ricerca in campo quantistico, compresa la computazione quantistica.

Startup e aziende private: In Italia ci sono alcune startup e aziende private che stanno cercando di sviluppare tecnologie quantistiche, anche se spesso si tratta di progetti in fase di sviluppo iniziale.