Computer quantistici e intelligenza artificiale
“I computer quantistici promettono di risolvere problemi di calcolo molto più rapidamente che con l’hardware attualmente esistente e i compilatori quantistici sono un elemento fondamentale per un loro controllo efficiente”. Enrico Prati – Istituto di fotonica e nanotecnologie del CNR
Nel 2021 sulla rivista di Nature “Communications Physics” sono stati pubblicati i risultati di una ricerca effettuata da un team di ricercatori italiani, coordinato da Enrico Prati dell’Istituto di fotonica e nanotecnologie del CNR di Milano.
Da questa ricerca emerge uno scenario molto interessante per quanto riguarda il rapporto tra i computer quantistici e intelligenza artificiale. Grazie all’intelligenza artificiale, un compilatore quantistico può programmare un algoritmo su qualsiasi computer quantistico basato su porte logiche.
Oggi ormai gli ambiti di impiego dell’intelligenza artificiale quantistica sono davvero numerosi e spaziano dalla salute all’aerospazio, dall’ottimizzazione dei processi industriali alla sicurezza, dal riconoscimento di immagini alla quantum finance.
L’utilizzo di computer quantistici fornisce una notevole potenza computazionale all’intelligenza artificiale. E nei prossimi anni questi computer risulteranno ancora più veloci.
Usando un computer quantistico per la creazione di una intelligenza artificiale si possono ottenere numerosi vantaggi come:
- maggiore velocità di calcolo;
- possibilità di simulare contemporaneamente diverse tipologie di AI;
- utilizzare l’intelligenza artificiale per comportamento casuale.
Per questo l’interesse delle industrie sta crescendo in modo esponenziale – afferma ancora Prati.
I computer quantistici
La computazione quantistica nota anche come Quantum Computing è lo studio di un modello di computazione non-classico.
I modelli tradizionali come la macchina di Turing o il lambda calcolo si basano su rappresentazioni “classiche” della memoria computazionale. La computazione quantistica invece può trasformare la memoria in una sovrapposizione di più stati di tipo classico.
Un computer quantistico è quindi un dispositivo che può effettuare questo tipo di computazioni e il relativo campo è strettamente correlato all’informatica quantistica, che comprende anche la crittografia quantistica e la comunicazione quantistica. (fonte Wikipedia)
Al posto dei convenzionali bit – unità d’informazione binaria indicate con le cifre 0 e 1 e codificate dai due stati “aperto” e “chiuso” di un interruttore – nel computer quantistico si usano i qubit, elementi base dell’informazione quantistica codificati dallo stato quantistico in cui si trova una particella o un atomo.
Le potenzialità del computer quantistico stanno proprio in questo aspetto. L’utilizzo di particelle atomiche e subatomiche per il calcolo permette l’esistenza di una sovrapposizione di stati. Aumentando così esponenzialmente le possibilità di codifica delle informazioni. In questo modo quindi l’utilizzo di computer quantistici permette di affrontare problemi di estremamente complessi.
L’Intelligenza artificiale
L’intelligenza artificiale sta occupando sempre più un ruolo di rilievo nel mondo aziendale e industriale, ed è molto utilizzata nei settori vendite, marketing, comunicazione, sicurezza, salute e cyber crime.
Se pensiamo ad esempio ai sistemi di riconoscimento vocale utilizzati dagli smartphone, o agli strumenti di navigazione, o alla domotica ci rendiamo conto di come l’AI è presente anche nella nostra quotidianità. Tutti questi strumenti infatti funzionano proprio con algoritmi dell’Intelligenza Artificiale.
Aziende, università ed enti di ricerca puntano quindi sempre più allo sviluppo di software e strumenti in grado di pensare come gli esseri umani. E grazie al mix di sistemi AI e computer quantistico questa prospettiva è sempre più realistica, e in grado di offrire servizi fondamentali per le strategie di business aziendale.
Le prospettive future
In un futuro che sembra sempre più prossimo grazie ai calcoli quantistici e all’intelligenza artificiale, in particolar modo al machine learning e al deep learning, i computer quantistici potranno, per esempio, pilotare una rete di auto intelligenti o addirittura di aeromobili.
L’attività di ricerca scientifica e medica inoltre potrà benificare di questi strumenti per simulare scenari molto complessi e ridurre al minimo le possibilità di errore.
L’attenzione verso i computer quantistici è quindi davvero molto alta. Le principali aziende informatiche mondiali come Google, Microsoft, IBM stanno investendo importanti quote in attività di ricerca e sviluppo.
Perché questi sistemi di calcolo super veloci e super potenti possono davvero aprire scenari interessanti per il prossimo futuro dell’umanità.
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