Progressi significativi nel campo della computazione: l’Università di Bologna fa un passo avanti
Un traguardo importante nel settore della tecnologia è stato recentemente raggiunto dall’Università di Bologna, segnando un avanzamento significativo verso lo sviluppo di una tecnologia ibrida tra il computer classico e quello quantistico. Grazie agli sforzi congiunti di un gruppo di ricerca coordinato dalla professoressa Elisa Ercolessi e dal dottorando Simone Tibaldi, del Dipartimento di Fisica e Astronomia ‘Augusto Righi’, è stata eseguita con successo un’algoritmo quantistico di ottimizzazione su Fresnel, una macchina quantistica ad atomi neutri di avanguardia.
Il progetto, sostenuto finanziariamente da IFAB e frutto della collaborazione con enti di prestigio come CINECA, INFN e Leithà-Unipol, segna un momento chiave nella ricerca per unire le capacità dei computer classici e quantistici. La differenza fondamentale tra i due sistemi risiede nell’uso dei qubit per i calcolatori quantistici, che, a differenza dei bit classici, sono capaci di sfruttare fenomeni quali la sovrapposizione degli stati e l’entanglement, offrendo quindi potenzialità di calcolo enormemente superiori.
La sfida della computazione quantistica
La ricerca nel campo della computazione quantistica ha visto una rapida accelerazione negli ultimi vent’anni, attirando l’interesse di università e aziende a livello globale. Le potenzialità di questa tecnologia, in termini di vantaggi computazionali ed energetici, sono immense, ma la loro piena comprensione e applicazione pratica rimangono una sfida sostanziale. ‘La ricerca nel mondo della computazione quantistica ha subito una forte accelerazione negli ultimi due decenni e vede coinvolte tantissime università e grandi aziende in tutto il mondo, perché questa tecnologia può portare a grandi vantaggi computazionali ed energetici, che ancora adesso fatichiamo a prevedere e stimare con precisione’, ha spiegato la professoressa Ercolessi.
Il lavoro del gruppo di ricerca dell’Università di Bologna si è concentrato sullo sviluppo di un modello ibrido classico-quantistico per l’esecuzione di un algoritmo di ottimizzazione, noto come Quantum Approximation Optimization Algorithm (QAOA). Questo algoritmo, utilizzando risorse sia quantistiche sia classiche, mira a risolvere complessi problemi combinatori su un grafo, sfruttando le peculiarità uniche dei qubit.
Un passo verso la tecnologia del futuro
Il successo dell’esperimento su Fresnel non solo dimostra la validità dell’algoritmo sviluppato ma apre la strada a ulteriori ricerche e applicazioni della tecnologia ibrida nel campo della computazione. ‘Lo scopo di questo lavoro è duplice: perfezionare l’algoritmo adattandolo alle caratteristiche sperimentali di una macchina quantistica reale e dimostrarne il corretto funzionamento su Fresnel’, ha commentato Simone Tibaldi, sottolineando l’importanza di adattare le teorie alla pratica.
Questa ricerca rappresenta un importante passo avanti nella realizzazione di computer in grado di combinare il meglio dei due mondi: la stabilità e l’affidabilità dei calcolatori classici con la straordinaria potenza di calcolo dei sistemi quantistici. Mentre il cammino verso l’adozione diffusa della computazione quantistica è ancora lungo e pieno di sfide, gli esperimenti come quello condotto dall’Università di Bologna sono essenziali per avvicinarci a quel futuro.
Le implicazioni di queste ricerche sono vastissime, potenzialmente rivoluzionando settori come la criptografia, l’ottimizzazione di sistemi complessi, la simulazione molecolare per lo sviluppo di nuovi farmaci e materiali, e molto altro. La collaborazione tra istituti di ricerca, università e imprese sarà cruciale per superare gli ostacoli tecnologici e teorici restanti, portando la computazione quantistica dal laboratorio alla pratica quotidiana.