In campi come il calcolo, la sicurezza delle informazioni e la misurazione precisa, i sistemi quantistici promettono di sovraperformare quelli classici. E ci sono stati molti progressi nel secolo dalla formulazione della meccanica quantistica.
I computer quantistici hanno raggiunto la pietra miliare del “vantaggio quantistico”: sono in grado di risolvere i problemi che i supercomputer classici non possono. E un metodo di comunicazione sicura, la crittografia quantistica, utilizza le chiavi che sono conosciute solo alle parti coinvolte: una forma di sicurezza incondizionata, il che significa che la protezione non può essere rotta nemmeno con energia informatica illimitata.
Come introdurre computer quantistici senza rallentare la crescita economica
I sensori quantistici stanno misurando il tempo e la gravità con precisione senza precedenti. Ad esempio, i gravimetri per rilevare i terremoti e per la navigazione sono già disponibili in commercio.
Tuttavia, oltre a questi dispositivi di crittografia e sensori quantistici, poche tecnologie quantistiche hanno applicazioni pratiche. Nei prossimi anni, le simulazioni quantistiche avanzano probabilmente campi come chimica quantistica e superconduttività ad alta temperatura. La comunità sta facendo progressi, ma lo sviluppo di computer quantistici resistenti al rumore che possono essere utilizzati per una vasta gamma di problemi richiederà altri 10-15 anni. Le attuali sfide includono la protezione degli stati fragili dei bit quantistici (qubit) da errori e interferenze indesiderate dall’ambiente.
Tre passaggi aiuterebbero a stimolare il campo.
Innanzitutto, calma l’hype di calcolo quantistico. Come fisico quantistico con più di 30 anni di esperienza, ho visto come le promesse di ipervenduto abbiano attirato molta capitale e attenzione, ma possono portare a aspettative non realistiche. Alcune aziende suggeriscono che possono fornire servizi di composizione quantistica, ad esempio, quando hanno semplicemente dimostrato algoritmi quantistici su piccola scala.
Perché anche i fisici non capiscono ancora la teoria quantistica da 100 anni
Le affermazioni esagerate possono fuorviare il pubblico e gli investitori e minare la fiducia della società nella tecnologia dell’informazione quantistica. Ad esempio, gennaio ha visto un tuffo collettivo in titoli di calcolo quantistico, innescando le preoccupazioni che questa bolla tecnologica è ora scoppiata.
Per prevenire tali nervosismi, le comunità di ricerca accademica e industriale, nonché i media, devono comunicare accuratamente lo stato della tecnologia quantistica al pubblico, per favorire le aspettative realistiche.
In secondo luogo, gli investimenti governativi stabili e a lungo termine sono essenziali per il continuo avanzamento della tecnologia dell’informazione quantistica. A differenza delle tecnologie mature, come Internet o telefoni cellulari, la ricerca su informazioni quantistiche non può ancora fare affidamento sul finanziamento basato sul mercato.
I governi negli Stati Uniti, in Europa e in Cina hanno aumentato i loro investimenti nella ricerca e nello sviluppo delle informazioni quantistiche negli ultimi anni. Ad esempio, la National Quantum Initiative degli Stati Uniti ha investito 3,75 miliardi di dollari nel 2023-quasi triplica il suo budget quinquennale di $ 1,3 miliardi (vedi go.nature.com/3cw6qtr). Il prossimo budget è in procinto di essere autorizzato, con un piano per allocare $ 2,7 miliardi in cinque anni. Ma l’eventuale investimento potrebbe essere più elevato.
