I computer quantistici promettono. La vera rivoluzione arriverà con l’Internet quantistica che sta già arrivando

Le tecnologie quantistiche vanno oltre i computer quantistici. Ne parliamo molto perché negli ultimi cinque anni hanno conosciuto uno sviluppo spettacolare, ma c’è vita oltre queste macchine molto complesse. Anche si sta creando un’internet quantistica. In effetti, questa infrastruttura di comunicazione quantistica su larga scala è già in corso. Nel luglio 2020, il DOE (Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti) ha reso pubblica la sua strategia per promuovere lo sviluppo delle tecnologie necessarie per implementare un’Internet quantistica.

E di pari passo con questo annuncio è arrivato anche il fermo impegno a investire inizialmente 625 milioni di dollari in questo progetto. Cina e Stati Uniti sono le due grandi potenze che stanno dedicando maggiori risorse allo sviluppo delle comunicazioni quantistiche, ma anche l’Europa sta contribuendo a questa disciplina con progressi molto significativi. L’implementazione di un’infrastruttura di comunicazione quantistica con copertura globale e portata paragonabile a quella della rete Internet che utilizziamo attualmente ci consentirà di trasferire grandi volumi di informazioni in modo essenzialmente istantaneo.

Inoltre, la trasmissione dei dati verrà effettuata in modo intrinsecamente sicuro perché l’intreccio tra i nodi coinvolti nella comunicazione si interrompe se viene in qualche modo compromesso. Anche se qualcuno lo sta semplicemente guardando. Entrambe le promesse sembrano grandiose, ma sarebbe saggio moderare il nostro probabile entusiasmo iniziale per una ragione convincente: l’Internet quantistica non è destinata a sostituire quella che utilizziamo attualmente.

L’Internet quantistica sta arrivando

Quando arriverà, e abbiamo buone ragioni per prevederlo, coesisterà con Internet che tutti conosciamo allo stesso modo in cui i computer quantistici sono chiamati a coesistere in perfetta armonia con i supercomputer classici. Questa riflessione invita a chiedersi in quali applicazioni abbia senso ricorrere a una concezione quantistica di Internet, e la risposta emerge da sola dalle due proprietà di questa rete che abbiamo appena indagato: la sua capacità di trasferire grandi volumi di dati nell’istantaneità e nell’invulnerabilità intrinseca delle comunicazioni quantistiche.

Stephanie Simmons è una fisica, ex ricercatrice presso l’Università di Harvard e co-fondatrice della società di comunicazioni quantistiche Photonic. Recentemente ha partecipato ad un evento organizzato da ‘Economist Impact’ e ci ha lasciato diverse dichiarazioni che possono aiutarci a comprendere meglio qual è il potenziale dell’internet quantistica. La sua azienda è impegnata nella produzione di qubit di spin in silicio interconnessi tramite collegamenti fotonici perché questa strategia favorisce l’implementazione di un’architettura modulare e scalabile.

“La risorsa chiave per rendere possibile il calcolo quantistico distribuito è l’entanglement […] Distribuirlo è fondamentale in tutti i casi d’uso di una rete quantistica […] Se riusciamo a distribuire correttamente l’entanglement, saremo in grado di eseguire algoritmi su larga scala più rapidamente”, afferma Simmons. Un altro punto importante che ci offre questo esperto è che l’implementazione di un sistema distribuito di qubit collegati da collegamenti fotonici consente a qualsiasi due qubit da entanglement Naturalmente, a patto che vi sia una connessione fotonica tra loro perché è essenziale effettuare l’entanglement.

Questo fenomeno non ha equivalenti nella fisica classica, e consiste nello stato dei sistemi quantistici coinvolti, che possono essere due o più, essendo uguali. Ciò significa che questi oggetti fanno effettivamente parte dello stesso sistema, anche se sono fisicamente separati. Infatti, la distanza non è importante. Se due particelle, oggetti o sistemi sono intrecciati attraverso questo fenomeno quantistico, quando misuriamo le proprietà fisiche di uno di essi condizionamo istantaneamente le proprietà fisiche dell’altro sistema con cui è intrecciato. Anche se è dall’altra parte dell’universo.

Tutto ciò che abbiamo visto finora in questo articolo ci invita a prevedere che i computer quantistici collegati tramite collegamenti fotonici daranno presumibilmente forma a un’Internet quantistica che avrà capacità irraggiungibili dalla rete che tutti conosciamo attualmente. Infatti, se questa infrastruttura finalmente prospererà e sarà implementata correttamente, la scalabilità non sarà più un problema. E sarà possibile interconnettere così tanti qubit che in un certo senso la stessa Internet quantistica si comporterà come un gigantesco computer quantistico dotato di milioni di qubit. Spero che queste idee si realizzino. Incrociamo le dita.

Immagine | IBM

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