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Dopo anni di silenzio, il Dipartimento dell’Energia Statunitense si unisce alla ricerca sui computer quantistici

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fonte:visionari.org

Il DOE decide di investire nei computer quantistici, macchine capaci di compiere più calcoli che il numero di atomi presenti nell’Universo.

Il Dipartimento dell’ Energia degli Stati Uniti (DOE) sta partecipando alla ricerca per lo sviluppo dei computer quantistici, dispositivi che sfrutterebbero la meccanica quantistica per risolvere problemi irrisolvibili per i computer convenzionali. L’iniziativa arriva mentre Google e altre aziende gareggiano per costruire un computer quantistico in grado di dimostrare la “supremazia quantica”, battendo i computer classici su un problema di test. Ma raggiungere questa pietra miliare non significherebbe avere gli usi pratici subito a portata di mano, e il nuovo sforzo del DOE di $40 milioni è destinato a stimolare lo sviluppo di algoritmi di calcolo quantistico utili per la chimica, scienza dei materiali, fisica nucleare e fisica delle particelle.

“Siamo alla ricerca di algoritmi in grado di far progredire la scienza,” dice Stephen Binkley, direttore del dipartimento Office of Science da $5,4 miliardi di dollari del DOE a Washington, DC, che in una lettera aperta del 29 novembre 2017 ha esortato i ricercatori a presentare proposte per tale lavoro.

Il governo degli Stati Uniti investe già circa 250 milioni di dollari all’anno nel computing quantistico, in gran parte attraverso l’Ufficio di Ricerca dell’Esercito, dice Christopher Monroe, un fisico dell’Università del Maryland nel College Park e co-fondatore della startup del computing quantistico IonQ. Ma i fondi del DOE andranno principalmente ai suoi laboratori nazionali. Monroe dice che i ricercatori ci possono giocare un ruolo di primo piano nello sviluppo delle macchine. “L’industria non può farlo perché non ha la gente, e gli accademici non possono farlo perché non costruiscono le cose.”

Mentre un computer convenzionale manipola bit che possono essere impostati a 0 o 1, un computer quantistico utilizza bit o qubit quantici che, stranamente, possono essere impostati a 0 e 1 contemporaneamente. Un qubit può essere un campione di metallo superconduttore che può essere caricato elettricamente per codificare 1, non caricato per codificare 0, o entrambi caricato e non caricato allo stesso tempo. Gli ioni intrappolati, che possono muoversi in direzioni opposte o in entrambe le direzioni contemporaneamente, possono anche servire da qubit. Con le loro capacità bidirezionali, solo 300 qubit potrebbero contemporaneamente codificare più numeri di quanti atomi ci siano nell’Universo osservabile.

Tuttavia, è il modo in cui i computer quantistici risolvono i problemi che spiega la loro potenza e i loro limiti. I problemi possono essere codificati in modo che le possibili soluzioni corrispondano a diverse forme d’onde quantistiche propaganti attraverso i qubit. Impostando un sistema in cui le onde interferiscano nel modo giusto, e le soluzioni sbagliate si annullino a vicenda, la soluzione giusta salterà fuori automaticamente. È così che un computer quantistico potrebbe rapidamente determinare grandi numeri, potenzialmente permettendogli di rompere gli attuali protocolli di crittografia Internet. Ma l’approccio non può agevolare qualunque tipo di calcolo.

“Ad esempio, i computer quantistici non contribuiranno ad analizzare le miliardi di registrazioni delle singole collisioni di particelle prodotte da acceleratori di particelle come il Large Hadron Collider in Svizzera,” dice James Amundson, fisico computazionale del Fermi National Accelerator Laboratory di Batavia, Illinois. Ognuno dei record è facile da analizzare, quindi hanno bisogno solo di essere alimentati attraverso un esercito di normali computer che lavorano in parallelo, dice Amundson. Un computer quantistico non può velocizzare il processo.

Eppure, tali macchinari possono essere molto promettenti per alcuni problemi, dicono i ricercatori, come quelli che implicano la modellazione o la simulazione intrinsecamente dei processi meccanici quantistici. In chimica, ad esempio, gli enzimi chiamati nitrogenasi catalizzano le reazioni che consentono ai batteri fissatori dell’azoto di trasformare l’azoto dall’aria in una forma che le piante possono utilizzare. Nessun computer convenzionale può calcolare esattamente come funziona il processo, ma un computer quantistico potrebbe, dice Wibe de Jong, un chimico computazionale del Lawrence Berkeley National Laboratory a Berkeley, California. “Ci sono molti processi catalitici che sono ancora molto difficili da modellare a causa della complessità computazionale,” spiega.

I computer quantistici possono anche aiutare nella progettazione di materiali a partire dai loro costituenti atomici. E potrebbero anche aiutare a prevedere come si comporta la materia superdensa nelle stelle di neutroni o come si scinde un protone durante una collisione di particelle. Tali applicazioni coinvolgono tutti l’interazione di forme d’onda quantistiche che descrivono le particelle subatomiche.

“Il monitoraggio delle forme d’onda quantistiche potrebbe impallare un computer convenzionale, ma un computer quantistico gestisce automaticamente quell’aspetto di calcolo”, spiega Martin Savage, teorico nucleare dell’Università di Washington a Seattle.

I ricercatori hanno solo iniziato a capire come mappare tali problemi su qubit di un computer quantistico. Per accelerare il processo, nel settembre 2017 il DOE ha lanciato due piattaforme di prova per consentire a progettisti e scienziati di lavorare insieme su approcci al calcolo quantistico. Nel laboratorio di Berkeley, il fisico Irfan Siddiqi e i colleghi mirano a costruire il proprio computer quantistico a 64 quadranti utilizzando qubit superconduttori. Il feedback da parte degli utenti influenzerà i loro progetti, come ad esempio il modo in cui i qubit sono disposti e collegati tra loro su un chip, dice Siddiqi.

Al contrario, un laboratorio di prova presso lo Oak Ridge National Laboratory in Tennessee fornirà l’accesso remoto alle macchine esistenti presso IBM e IonQ. Questo approccio dovrebbe innescare lo stesso tipo di “co-design” senza richiedere ai ricercatori di Oak Ridge di costruire una macchina da zero, dice Raphael Pooser, uno scienziato dell’informazione quantistica a Oak Ridge. Inoltre assomiglia più da vicino al modo in cui DOE sviluppa i suoi supercomputer in collaborazione con l’industria.

Nel frattempo, le macchine industriali sono sempre più potenti. Questa settimana, i ricercatori del laboratorio di Google a Santa Barbara, in California, hanno iniziato a testare un chip da 50 qubit che pensano raggiungeranno la supremazia quantistica, anche se l’esperimento potrebbe richiedere ancora mesi. Eppure alcuni ricercatori temono che una tale dimostrazione possa indurre in errore il pubblico nel pensare che gli scienziati hanno raggiunto la fine della strada nello sviluppo di un utile computer quantistico. “Non è nemmeno l’inizio della strada,” dice Siddiqi.

John Martinis, il fisico che guida lo sforzo di Google, dice che l’azienda “capisce che la supremazia quantistica è una grande pietra miliare e che ci vorrà più tempo, forse molto di più, per fare qualcosa di pratico”. Il DOE è chiaramente d’accordo.


Tradotto in Italiano. Articolo originale: Science


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Povertà energetica – il video integrale di “Prima la casa” l’evento Adiconsum/CanaleEnergia del 16 luglio

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Autorità indipendenti: no alle logiche di spartizione politica

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Comunicato stampa Federconsumatori

Indipendenza, competenza e professionalità sono i criteri con cui si devono nominare i vertici di AGCOM e Garante Privacy.

È passato un mese dal nostro ultimo appello, in cui esprimevamo forte preoccupazione per le nomine dei presidenti delle autorità indipendenti Agcom e Garante della Privacy. Abbiamo sottolineato la necessità e l’urgenza di affidare questi compiti a Commissari competenti in materia e completamente indipendenti da ogni logica politica.

Si tratta, infatti, di due authorities che svolgono oggi un ruolo chiave in un’era in cui il settore della comunicazione è soggetto a forti minacce e richiede, come non mai, che siano garantiti i principi di responsabilità, trasparenza, sicurezza, imparzialità e rispetto per la privacy. La tutela della sicurezza dei dati personali è una questione di primaria importanza in un’epoca in cui tali dati sono divenuti letteralmente oggetto di mercato.

Affidare tali compiti secondo un disegno di mera spartizione delle nomine, che nulla ha a che vedere con i meriti e le competenze, potrà determinare un gravissimo danno per il Paese, in termini di sicurezza, di tutela e di sviluppo.

Per tutelare al meglio i diritti e gli interessi dei cittadini ed il Paese è indispensabile che chi compone le autorità indipendenti rispetti i requisiti di autorevolezza, professionalità, competenza, autonomia e indipendenza. Gli unici in grado di assicurare l’elevato grado di trasparenza e credibilità di cui queste Autorità hanno sempre goduto.

Barattare l’equilibrio del Governo con l’assegnazione di cariche così delicate e importanti sarebbe da irresponsabili.

Per questo rinnoviamo il nostro appello affinché le nomine siano improntate esclusivamente alla competenza, alla professionalità e alla trasparenza, per istituire un sistema di vigilanza e controllo realmente libero da qualsiasi condizionamento politico o di altra natura.

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La nostra economia è basata sulla scarsità e ci sta deludendo. Ecco perché il “modello di abbondanza” è ciò di cui abbiamo bisogno.

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Di Bibop Gresta – Chairman & Co-Founder at Hyperloop Transportation Technologies

Fonte: Linkedin

La maggior parte del mondo non pensa all’economia come un sistema creato dall’uomo.

Pensiamo ad esso come pensiamo alla natura: era qui “prima” di noi e sarà qui “dopo” di noi. È troppo grande da immaginare, troppo complessa da capire – e di conseguenza, consapevolmente o meno, l’adoriamo con fede divina. 

Ironicamente, l’economia è il riflesso della natura. 

Nelle società cacciatore-raccoglitori, “l’economia” era giusta ed equilibrata. Non c’era nessuna gerarchia, nessuna concorrenza. Era un ambiente cooperativo – e come un albero cadeva, uno nuovo sorgeva al suo posto, e così via.

Tuttavia, osservando la storia, le società cacciatore-raccoglitori si sono sviluppate soltanto dove c’era abbondanza di risorse, solitamente vicino ad una foresta o in una zona climaticamente mite. È nel deserto che abbiamo sviluppato una gerarchia – un ambiente più del tipo “sopravvivenza del più forte”. In questo tipo di economia, la scarsità dominava, fino al punto che (lentamente, con il tempo) questo modello è diventato il “normale” approccio alla vita — anche in posti con abbondanza. Forte contro debole. Vincitore contro perdente. Coloro che “hanno” e coloro che “non hanno.”

Scorrendo velocemente il tempo, quello a cui siamo finiti oggi è una quantità molto limitata di persone che controllano il 95% delle risorse del pianeta, mentre il resto del mondo sta morendo di fame.

Nel 2019, stiamo attualmente producendo cibo per 10 miliardi di persone – tuttavia siamo un mondo di sette miliardi e mezzo di persone, due miliardi dei quali muoiono di fame.

Qui non si tratta di politica. E non si tratta di raccogliere fondi per le iniziative “going green.”

“Sostenibilità”, nel vero senso della parola, sta nel capire i difetti della nostra attuale struttura economica, e il modo in cui, un modello costruito intorno alla scarsità, non porta ad una società sostenibile.

E vi spiegherò come — con una piccola storia chiamata “L’isola delle 10 palme”.

C’è un’isola con dieci persone e dieci palme.

L’economia che abbiamo creato per noi afferma un principio fondamentale: se ognuna delle persone dell’isola ha il potere di sostentarsi (cibo, acqua, ecc.), per definizione, non c’è economia. Se provo a vendere i frutti di una palma a qualcun altro, nessuno li comprerà perché gli altri hanno gli stessi frutti e sono sani e autosufficienti.

Ora immaginate che un uragano o un tornado colpisca l’isola e spazzi via 4 dei 10 alberi.

All’improvviso, si crea un’economia.

Le quattro persone che non hanno più palme per sostentarsi saranno improvvisamente interessate a comprare i frutti dagli altri sei che producono regolarmente frutta.

Pertanto, la teoria economica di Smith e Kerns direbbe: in questa situazione, se una delle sei persone che ha ancora un albero comincia a mettere un prezzo piu’ alto ai suoi frutti, poi qualcun altro abbasserà il prezzo al fine di competere per il cliente—e si avrà sempre un mercato che si auto-compensa.

Questa è domanda-offerta nella sua forma più basilare.

Purtroppo, è stato dimostrato che questa teoria è falsa perché la persona con la palma inizierà a volere sempre più potere. Lui/lei capirà le regole e le dinamiche dell’offerta e della domanda, e troverà il modo per far sì che gli altri con le palme non competano. Lui/lei potrebbe iniziare a comprare le altre palme in modo da poter dominare – o, immaginate che arrivi un altro tornado e distrugga le altre cinque palme. Ciò significa che l’individuo con l’ultima palma rimanente non solo controlla il prezzo, ma essenzialmente controlla l’intero approvvigionamento alimentare. Lui/lei diventa il sovrano dell’isola, in grado di decidere chi vive, chi muore, e ogni cosa che accade sull’isola.

Questo è ciò che succede quando si costruisce un modello economico attorno alla scarsità.

Adesso, vediamo come potrebbe essere l’opposto della scarsità.

Se si progettano le cose basandole sull’abbondanza, non solo si creano le condizioni per prosperare, ma si possono anche creare le premesse per un pianeta completamente nuovo basato su presupposti diversi – opposti a quelli esistenti sull’isola della scarsità. Solo che non dovete “consumare”, non dovete “produrre.” Non avete neanche il problema del lavoro, per esempio. Secondo uno studio di Oxford, il 47% dei posti di lavoro in tutto il mondo scomparirà nei prossimi 25 anni – e questi posti di lavoro non torneranno. Saranno sostituiti da computer e robot, e va bene cosi’. Evviva! Perché questo ci offre l’opportunità di poter garantire i diritti di base a tutti e di lottare per fare ciò che facciamo meglio: spendere l’80% del nostro tempo in creare e far progredire l’umanita’ e il 20% del nostro tempo eventualmente a lavorare.

Se fossimo in grado di ottimizzare e di costruire un modello economico attorno all’abbondanza invece che alla scarsità, sbarazzandoci del “lavoro” definitivamente, sarebbe ancora meglio.

Questo è estremamente importante nel modo in cui ci stiamo avvicinando e stiamo costruendo Hyperloop. 

L’abbondanza opposta alla scarsità è un pilastro fondamentale dei nostri criteri di progettazione. L’obiettivo qui non è quello di creare una società che fa tonnellate di denaro — anche se è l’ovvia conseguenza. La missione finale è un invito all’azione a livello planetario per costruire un sistema che apra la strada e costruisca l’infrastruttura per un’economia di nuova generazione. Non deve essere “Come possiamo arrivare da Los Angeles a San Francisco in meno di un’ora in modo che possa prendere più riunioni, lavorare di più, produrre di più, consumare di più,” ecc. 

Per riequilibrare veramente la nostra economia, dobbiamo attaccare il problema alla radice. E questo significa ridisegnare l’interazione umana da zero.

Mi rendo conto di dover sembrare un pazzo, fuori di testa, e va bene cosi’. Oggi stiamo appena scoprendo il percorso per arrivare a un modello di “abbondanza”. Al Forum mondiale dell’economia (World Economic Forum), 50 delle migliori compagnie del mondo ci prestano attenzione – desiderano tutti gli stessi risultati, ma partendo da punti di vista diversi. Ogni giorno possiamo vedere, passo dopo passo, un percorso sempre più chiaro davanti a noi.

Questo è un momento molto importante nella storia per l’umanità, e sta a noi unire e re-immaginare il mondo come lo conosciamo.

To read the English version of this piece, click here.

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