Inaugurata al campus di Monte Sant’Angelo dell’Università Federico II la macchina quantistica che sfrutta le tecnologie all’avanguardia basate sulla superconduttività
Fare in 200 secondi un calcolo per cui, a un computer tradizionale, servirebbero 10 mila anni.
Un obiettivo impossibile per la meccanica classica, che però già nel 2019 è stato dimostrato essere raggiungibile grazie al supercomputer di Google basato sulla fisica quantistica.
Adesso, appena un anno dopo l’inaugurazione del primo computer quantistico italiano, l’Università Federico II di Napoli ha compiuto un notevole passo avanti, grazie all’impiego di tecnologie all’avanguardia che sfruttano le potenzialità legate al fenomeno della superconduttività.
Il supercomputer italiano e i qubit
Il nuovo Centro di computazione quantistica superconduttiva, appena inaugurato al campus di Monte Sant’Angelo, è stato dotato di un supercomputer in grado di offrire prestazioni molto superiori. Se la precedente macchina lavorava a 5 qubit (l’unità base di misura delle informazioni utilizzata per le nuove macchine) e quella di Google arriva a 53, a Napoli si è già arrivati a 24 ed entro fine 2024 è già previsto un ulteriore incremento fino a 40 qubit.
Per capire la differenza, in termini di potenza di calcolo, tra i “bit” dei computer classici e i “qubit” basta un esempio. Se il sistema tradizionale per immagazzinare ed elaborare le informazioni svolge operazioni in sequenza potendo assumere solo due stati (“0” e “1”), il qubit, grazie alla proprietà delle particelle quantistiche definita “sovrapposizione degli strati”, è in grado di lavorare in parallelo, potendo essere contemporaneamente 0, 1 e qualsiasi proporzione di 0 e 1.
Le caratteristiche del supercomputer
Per poter sfruttare appieno le sue potenzialità, un computer quantistico richiede temperature vicine allo zero assoluto (-273 gradi centigradi) ed è quindi incapsulato all’interno di un recipiente in grado di raggiungere questo livello di freddo. Per sollecitare e controllare il circuito e poter poi estrarre l’informazione quantistica vengono quindi utilizzati segnali a microonde che lo facciano entrare in risonanza, senza necessità di perturbare lo stato del supporto fisico.
Le complessità tecniche vengono nel caso del computer napoletano, progettato e costruito all’interno dello stesso laboratorio, utilizzando una Cpu della olandese Quantware, sono risolte grazie alla piattaforma a superconduttori dell’Università Federico II e allo sfruttamento delle proprietà dell’alluminio.
Il progetto, finanziato con 4,5 milioni di fondi Pnrr, proseguirà con il perfezionamento della caratterizzazione, il lavoro per far girare semplici algoritmi, l’inserimento in cloud e l’interfaccia con computer classici.
Le prospettive
Il supercomputer dell’ateneo napoletano, la più antica università pubblica al mondo (compie 800 anni il prossimo 5 giugno) e il più grande attuale centro di ricerca del Sud Italia, è uno dei pilastri dello Spoke 10 del Centro nazionale Icsc, che finanzia, con complessivi 20 milioni, e coordina anche altri 3 gruppi di ricerca italiani (a Roma, Firenze e Padova) per il calcolo quantistico mediante tecnologie alternative, al fine di sostenere la ricerca e favorire la costituzione di una vera e propria filiera nazionale del settore.
Il supercomputer è dunque progettato per rispondere tanto alle future esigenze della comunità scientifica, quanto alle richieste del mondo industriale, potendo trovare in prospettiva diverse applicazioni, come la creazione di nuove molecole, medicinali e materiali oppure di nuovi algoritmi per le banche.
In altri termini, grazie al calcolo quantistico i processi di scoperta e innovazione potranno in un futuro prossimo svolgersi con modalità e tempistiche attualmente impensabili.
Alberto Minazzi
