Google, Harvard e la gara globale per il computer quantistico

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La corsa alla creazione del pc che cambierà mondo vede contrapposti un americano e un russo, come ai tempi della Guerra Fredda. Ma tutti e due lavorano negli Stati Uniti

Durante il terzo giorno della Conferenza Internazionale sulle Tecnologie Quantistiche (ICQT) di Mosca l’attenzione è tutta per John Martinis, fisico pluripremiato, responsabile del laboratorio di ricerca quantistica di Google. Nelle sue slide si alternano equazioni, schemi, notazioni di Dirac. Contenuti altamente specialistici, ma il senso è chiaro anche ai meno esperti. «Il sistema che abbiamo messo a punto per pochi qubit funziona e si può replicare. Secondo i nostri calcoli ci sono buone probabilità di creare una macchina da 49 o 50 qubit entro la fine dell’anno». In altre parole Google è vicina alla creazione di un computer che – spera Martinis – sarà in grado di dimostrare la “quantum supremacy”, la superiorità del calcolatore quantistico sui supercomputer tradizionali.

51 Qubit
Meno di ventiquattr’ore dopo, il colpo di scena. Mikhail Lukin, professore di fisica ad Harvard e co-fondatore del Russian Quantum Center di Mosca, ha nascosto fino all’ultimo un annuncio ancora più importante: «Abbiamo costruito il primo prototipo di computer quantistico a 51 Qubit», dice ai presenti al congresso durante la sua dissertazione. Seguono presentazione altamente tecnica, anticipazione della pubblicazione dell’articolo a corredo (una pre-pubblicazione sarà disponibile su ArXiv da oggi), applausi, strette di mano. E lo stesso odor di Nobel che accompagna Martinis già da qualche anno.
In un computer quantistico i qubit sono le unità di computazione fondamentali. A differenza di un bit tradizionale, che può avere valore 0 o 1, un oggetto quantistico può avere due valori allo stesso tempo. Come il famoso gatto di Schrodinger, che nella scatola può essere morto e vivo allo stesso tempo. All’osservatore non è dato di conoscere questo stato finché non lo misura, distruggendone la cosiddetta coerenza quantistica. 
Un singolo qubit non serve a granché, ma quando il numero dei qubit sale la complessità esponenziale del sistema rende possibile un livello di parallelismo inarrivabile per un computer basato sulla logica binaria.
«Con 50 qubit riusciremo a superare un supercomputer per potenza di calcolo in alcuni problemi matematici specifici. Con 300 qubit avremo costruito un computer con più combinazioni possibili di quanti siano gli atomi nell’universo», spiega Martinis. «Sulla supremazia quantistica c’è ancora molta teoria. Noi crediamo ci si possa arrivare, ma lo sapremo davvero solo quando il computer saremo riusciti a costruirlo».

Approcci diversi
Lo scienziato russo batte il collega degli Stati Uniti, l’accademia batte la grande azienda. Ma è davvero così? 
«La narrativa della corsa al computer quantistico è corretta», mi spiega Lukin quando lo incontro nel pomeriggio, dopo la sua presentazione. «ma facciamo tutti parte della stessa ristretta nicchia della ricerca quantistica. Ovvio, io ritengo il nostro computer superiore a quello di Google, ma non dimentichiamo che il nostro scopo è la condivisione del sapere scientifico».
Fra Harvard e Google la competizione è reale ma gli obiettivi a medio e lungo termine sono differenti: da una parte la scienza applicata (con qualche finanziamento da dipartimenti di cui non si parla pubblicamente), dall’altra la costruzione ingegneristica di un computer quantistico che possa velocizzare enormemente il machine learning e favorire l’avanzamento dell’Intelligenza Artificiale.
A dividere Lukin e Martinis non sono solo gli obiettivi, ma anche l’approccio scientifico. Entrambi vogliono creare un computer quantistico universale, cioè scalabile nell’ordine delle migliaia di Qubit e utilizzabile per applicazioni generali, non altamente specifiche. Google ci prova con i superconduttori, Harvard con gli atomi freddi, intrappolati da «fasci laser che agiscono da “pinzette”, per tenerli in posizione».

L’incidente internazionale
Nonostante i convenevoli da congresso di alto rango la tensione è nell’aria: qualche ora prima dell’annuncio di Lukin, durante una colazione formale con i giornalisti, John Martinis si alza e abbandona il tavolo, infastidito da una battuta su Google e lo scopo ultimo dell’intelligenza artificiale, necessaria per risolvere il problema della fallibilità umana. A pronunciarla è Serguei Beloussov, imprenditore con passaporto di Singapore, ma russo di nascita e formazione. Prima di fare fortuna fondando Parallels, Acronis e una serie di altre aziende di software, si è laureato con lode in fisica all’MIPT di Mosca, dove era compagno di banco di Mikhail Lukin ed Eugene Demler, fisico che sempre ad Harvard si occupa di materia ultra-densa. Cinque anni fa, Beloussov ha aperto Qwave, il primo fondo di investimento sulle tecnologie quantistiche. Oggi è membro del Consiglio di Amministrazione del Russian Quantum Center (RQC) di Mosca, che ha contribuito a fondare, del Center for Quantum Technologies di Singapore e di varie altre università nel mondo.
«Finanziare la ricerca è il mio hobby, e un po’ anche il mio modo di fare beneficenza. Preferisco dare i soldi alle università che alle organizzazioni umanitarie», mi dice a pranzo, lo stesso giorno. «Con Martinis ho scambiato un paio di email stamani, credo che siamo a posto». Tutto ricucito, almeno in apparenza: Martinis, Beloussov e Mikhail “Misha” Lukin saranno sullo stesso palco, poche ore più tardi, per parlare delle proprie scoperte a un pubblico di 2000 persone convenute per l’Open Day del congresso.

La Stampa

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