1.
Cos’è il cloud computing quantistico?
Il cloud computing quantistico rende le risorse di calcolo quantistico disponibili alle organizzazioni, al mondo accademico e ad altri utenti attraverso la tecnologia cloud.
I computer quantistici basati sul cloud funzionano più velocemente e hanno una potenza di calcolo maggiore rispetto ai computer tradizionali perché utilizzano i principi della fisica quantistica per risolvere problemi informatici complessi.
Esistono diversi tipi di computer quantistici come ricottura quantistica, simulatori quantistici analogici e computer quantistici universali. I ricottori quantistici sono considerati i meno potenti tra i computer quantistici, ma possono risolvere molto bene i problemi di ottimizzazione. I simulatori quantistici analogici, d’altro canto, sono sistemi potenti in grado di risolvere problemi fisici e biochimici.
I computer quantistici universali sono il tipo di computer quantistico più potente e ampiamente utilizzato. Sono anche i più difficili da costruire. L’informatica generica ha il potenziale per accedere fino a 1 milione di qubit (l’unità base dell’informazione quantistica). Tuttavia, la tecnologia attuale fornisce l’accesso solo a circa 100-400 qubit.
Cosa c’entra tutto questo con la tecnologia blockchain? Poiché l’informatica quantistica è così potente, ha comprensibilmente attirato l’attenzione della comunità blockchain in quanto potrebbe essere utilizzata per danneggiare la tecnologia blockchain come la conosciamo oggi.
Innanzitutto, si ipotizza che il calcolo quantistico potrebbe essere utilizzato per ottenere un vantaggio ingiusto rispetto ad altri minatori proof-of-work (PoW) e potenzialmente dominare il mining blockchain. Ciò mette le reti PoW decentralizzate come Bitcoin (BTC) e Litecoin (LTC) sotto la minaccia della centralizzazione.
In secondo luogo, l’informatica quantistica potrebbe teoricamente anche decrittografare i codici di crittografia utilizzati dalle blockchain. Ciò significa che l’informatica quantistica può utilizzare la crittografia per attaccare le reti blockchain. Tuttavia, non è tutto negativo per i crittosistemi, poiché il cloud computing quantistico può anche offrire una soluzione efficace per proteggere e rafforzare le blockchain dagli attacchi quantistici.
2.
Qual è la differenza tra il cloud computing e il cloud computing quantistico?
Il cloud computing quantistico applica i principi quantistici al calcolo distribuito, mentre il cloud computing utilizza server remoti per fornire servizi informatici distribuiti.
Il cloud computing si riferisce semplicemente alla fornitura di servizi come archiviazione di dati, server, database e reti tramite Internet. Ad esempio, le organizzazioni possono scegliere servizi di cloud storage per ridurre la manutenzione dell'hardware e altri costi, anziché archiviare i dati su server fisici in loco.
Il cloud computing quantistico, invece, deriva dal calcolo quantistico, una forma di calcolo che utilizza i principi della meccanica quantistica per risolvere problemi complessi. Fornisce agli utenti computer quantistici e accesso a servizi e soluzioni abilitati al quantismo tramite il cloud.
Le aziende che utilizzano il cloud computing, come Google, Amazon, IBM e Microsoft, sono anche all’avanguardia nello sviluppo di computer quantistici per perfezionare la tecnologia informatica e rendere i computer quantistici accessibili a più utenti attraverso il cloud. Ad esempio, il computer quantistico Osprey di IBM ha 433 qubit. Secondo quanto riferito, la società prevede di raggiungere i 4.000 qubit entro il 2025.
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3.
Come funziona il cloud computing quantistico?
Analogamente alle soluzioni platform-as-a-service, i servizi di cloud computing quantistico funzionano collegando gli utenti direttamente a processori, emulatori e simulatori quantistici.
I computer quantistici fisici sono estremamente complessi, il che rende l’accesso basato su cloud una configurazione ideale per coloro che hanno bisogno di sfruttare la potenza del calcolo quantistico senza acquistare la propria macchina.
Secondo IBM, il suo sistema hardware quantistico – che ha all’incirca le dimensioni di un’auto media – consiste principalmente in un sistema di raffreddamento per garantire che il processore superconduttore rimanga a una temperatura operativa ideale ultra fredda.
I sistemi hardware quantistici sono costituiti da superfluidi, che possono sovraraffreddare il sistema, che formano giunzioni Josephson per trasportare la carica attraverso il tunneling quantistico e qubit, che facilitano il controllo comportamentale e il trasferimento delle informazioni;
I qubit possono eseguire un’importante funzione chiamata sovrapposizione, che consente loro di posizionare le informazioni quantistiche in loro possesso in uno stato di sovrapposizione, o in una combinazione di tutte le possibili configurazioni del qubit. Questo fenomeno consente la creazione di spazi computazionali multidimensionali che facilitano la soluzione di problemi complessi.
Un’altra cosa da capire quando si parla di calcolo quantistico è il concetto di entanglement – un effetto quantomeccanico. L'entanglement è una correlazione tra il comportamento di due cose indipendenti. Nel contesto dell’entanglement quantistico, quando i qubit si intrecciano, causano la modifica di altri qubit, consentendo al sistema di trovare soluzioni più velocemente di un computer convenzionale.
Contrariamente all’idea sbagliata comune secondo cui l’informatica quantistica può risolvere problemi complessi provando tutte le possibili configurazioni del problema in parallelo, i computer quantistici sfruttano l’entanglement dei qubit per esplorare la probabilità. Quindi eseguono l'algoritmo per aumentare le loro possibilità di arrivare alla risposta migliore.
4.
Qual è lo scopo del cloud computing quantistico?
L’informatica quantistica ha il potenziale per risolvere problemi precedentemente intrattabili in vari campi, come l’economia, la progettazione e lo sviluppo di farmaci, la finanza, la logistica e altro ancora.
Ad esempio, le piattaforme di cloud computing quantistico su larga scala possono essere utilizzate per risolvere problemi legati all’ottimizzazione della logistica e alla pianificazione delle risorse negli ambienti aziendali. Nel settore sanitario, il cloud computing quantistico ha il potenziale per analizzare grandi quantità di dati dei pazienti per trovare i trattamenti più efficaci per malattie specifiche.
Inoltre, nel campo della sicurezza informatica, i computer quantistici possono utilizzare la loro maggiore potenza di calcolo per contribuire a combattere la criminalità informatica e le violazioni dei dati. I vantaggi del cloud computing quantistico sono molti. Un vantaggio significativo è che consente alle organizzazioni di accedere alla potenza del calcolo quantistico senza acquistare le proprie macchine e sistemi di raffreddamento.
Consente inoltre ai ricercatori quantistici, come studenti e accademici di fisica quantistica, di comprendere meglio i principi quantistici e condurre esperimenti senza richiedere l’accesso a un computer quantistico.
5.
Come viene utilizzato il cloud computing quantistico?
Le attuali applicazioni del cloud computing quantistico includono applicazioni relative al test degli algoritmi quantistici.
Nello specifico, gli algoritmi quantistici vengono creati su computer convenzionali e testati su computer quantistici per garantirne la fattibilità. Poiché la tecnologia coinvolta nell’informatica quantistica è costosa e presenta elevate barriere all’ingresso, il cloud computing quantistico consente alle aziende e ai ricercatori di sfruttare la tecnologia per esplorare una varietà di applicazioni di calcolo quantistico.
L’informatica quantistica è ancora nelle fasi iniziali di sviluppo e implementazione, quindi i tassi di adozione rimangono bassi. Tuttavia, rendere disponibile questa tecnologia attraverso il cloud computing distribuito rappresenta un punto di svolta che apre le porte a molte potenziali applicazioni in futuro.
6.
Come si presenta il futuro del cloud computing quantistico?
Gli esperti prevedono che l’implementazione del calcolo quantistico basato sul cloud potrebbe essere più impegnativa dell’intelligenza artificiale, che ha registrato un boom negli ultimi dieci anni.
Questa sfida è in parte dovuta ai complessi requisiti tecnici dei computer quantistici. Poiché i sistemi hardware quantistici richiedono condizioni operative estremamente fredde, i fornitori di servizi cloud dovranno creare spazi dedicati per i computer quantistici. I data center esistenti oggi sono scarsamente attrezzati per questo scopo.
Inoltre, l’informatica quantistica e il software ad esso associato sono ancora nelle fasi iniziali di sviluppo e implementazione, quindi il settore nel suo insieme è ancora considerato nascente. I programmatori dovranno inoltre padroneggiare nuove competenze aritmetiche e logiche, poiché i metodi tipici di programmazione digitale sono molto diversi da quelli richiesti per l’informatica quantistica.
Tuttavia, gli esperti sono ottimisti riguardo al potenziale del cloud computing quantistico e ritengono che potrebbe portare enormi vantaggi a vari settori, tra cui la finanza, la logistica, la sanità e la tecnologia.
Con lo sviluppo della tecnologia, è ancora molto probabile che il calcolo quantistico basato sul cloud diventi ampiamente disponibile nel prossimo futuro, rendendo più semplice ed economico per le aziende l’utilizzo di questa potente tecnologia.
Le società cloud diventeranno probabilmente il primo gruppo di fornitori sub-as-a-service, poiché il servizio estenderà semplicemente le offerte esistenti. Se implementato e commercializzato in modo efficace, il cloud computing quantistico potrebbe diventare onnipresente quanto le implementazioni dell’intelligenza artificiale e dell’apprendimento automatico.