Perché la ricerca italiana ha bisogno di un quantum computer

Per esplorare il potenziale dell'informatica quantistica, Angela Merkel e il CEO di IBM Ginni Rometty hanno siglato recentemente un piano di collaborazione tra IBM e la Fraunhofer Society  - un istituto di ricerca applicata tedesco. Per supportare tale piano il governo tedesco investe 650 milioni di euro in due anni mentre l'IBM ha installato presso il Fraunhofer Institute un  computer quantistico a 27 qubit, specificamente un IBM Quantum System One. In luglio accadrà la stessa cosa in Giappone.

Nonostante questi computer siano dei prototipi e abbiano una capacità computazionale limitata, sono pur sempre in grado di poter eseguire dei programmi scritti secondo le modalità e la logica della programmazione quantistica. Insomma, questi prototipi costituiscono una palestra stimolante su cui i ricercatori tedeschi e giapponesi si possono farsi i muscoli, e questo fornirà loro delle opportunità enormi nel momento in cui i computer quantistici IBM usciranno dai laboratori per diventare strumenti informatici di uso comune, reperibili sul mercato.

Sarebbe opportuno che anche il Cnr siglasse un accordo di collaborazione con IBM analogo a quello tedesco e giapponese. Il quantum computing è considerato la prossima grande rivoluzione dell'information technology ed è fondamentale che l'Italia, attraverso le sue Università e il Cnr incominci ad "attrezzarsi" non solo per fronteggiare ma anche per contribuire efficientemente allo sviluppo del settore.

Ad esempio, tutto il mondo dell'intelligenza artificiale e del machine learning trarrà sicuramente vantaggi rilevanti dal quantum computing e di conseguenza ne beneficeranno quei settori come la medicina o la finanza che già utilizzano questi strumenti per migliorare le capacità di analisi e diagnosi dei pazienti da una parte e dei flussi finanziari dall'altra.

Il quantum computing avrà inoltre un elevato impatto sui servizi legati al settore della cybersecurity. Un computer quantistico, con una potenza di calcolo notevolmente superiore a quella dei prototipi attualmente esistenti, può crackare facilmente gli attuali sistemi di cifratura (RSA) utilizzando l'algoritmo che Peter Shor ha inventato nel 1994; se è vero che ci vorranno ancora diversi anni prima che macchine di questo tipo esistano e possano essere impiegate per questi scopi, questo darà tempo alla comunità informatica di sviluppare nuovi algoritmi e sistemi di protezione delle comunicazioni.

Come docente dell'Università di Pisa vorrei ricordare che a Pisa, negli anni '50 un team di ricercatori italiani progettò e costruì la CEP, il primo calcolatore italiano in grado di competere con i più potenti calcolatori allora esistenti sul mercato. Inoltre, negli anni '60 l'IBM donò all'Italia il calcolatore 7090 che fu poi installato al Cnuce di Pisa, protagonista (tra l'altro) di importanti progetti sul networking che , il 30 Aprile del 1986 culminarono con il collegamento dell'Italia ad Internet. Questo per sottolineare, ammesso che ve ne sia bisogno, come anche l'Italia abbia le competenze per poter attuare un piano ambizioso nel settore del quantum computing e del quantum Internet.