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La nuova guerra tra Usa e Cina sono i computer quantistici

Come sottolineato dal settimanale Newsweek gli Stati Uniti e la Cina stanno investendo miliardi per sviluppare nuove tecnologie in grado di trasformare l’elaborazione e compilazione dei dati e con essa gli assetti geopolitici. C’è però da domandarsi chi arriverà primo in questa corsa. Dietro a questa domanda c’è principalmente la preoccupazione per le minacce che stanno dietro alla rivoluzione dei quanti. Su tutte il rischio di veder cancellata la riservatezza delle informazioni visto che il calcolo quantistico costituisce la chiave universale per svelare i messaggi in codice. Se un computer classico impiegherebbe infatti. decenni per riuscire a decodificare l’attuale crittografia, ad un calcolatore quantistico sarebbero sufficienti pochi minuti. Quando i computer quantistici saranno operativi, cosa succederà a tutti i nostri segreti? Ci sveglieremo un giorno e scopriremo che la Cina ha letto la nostra posta? Passa quindi in totale secondo piano la parte di sviluppo civile che sta dietro a questa tecnologia, cioè il miglioramento radicale della velocità di elaborazione e la potenza dei computer, consentendo loro di simulare sistemi di grandi dimensioni e guidare i progressi nella fisica, nella chimica e in altri campi. Le applicazioni che stanno dietro agli ingenti investimenti che le due superpotenze stanno effettuando sono quindi in realtà principalmente due quella nella cybersecurity e dello sviluppo dell’intelligenza artificiale a fini militari.

Secondo l’agenzia di stampa statale Xinhua i scienziati cinesi avrebbero costruito un computer, basato sulla tecnologia dei quanti, in grado di eseguire determinati calcoli quasi 100 trilioni di volte più velocemente del supercomputer più avanzato del mondo, rappresentando la prima pietra miliare negli sforzi del paese per sviluppare la tecnologia. L’apparecchio sarebbe in grado di rilevare fino a 76 fotoni attraverso il campionamento del bosone gaussiano, un algoritmo di simulazione standard. Come spiegato da Bloomberg si tratterebbe di una svolta epocale in quanto rappresenta un vantaggio computazionale quantistico, noto anche come supremazia quantistica, in cui nessun computer tradizionale può eseguire lo stesso compito in un ragionevole lasso di tempo ed è improbabile che venga ribaltato da miglioramenti algoritmici o hardware, secondo la ricerca. I ricercatori cinesi stanno competendo contro le principali società statunitensi da Google di Alphabet Inc. ad Amazon.com Inc. e Microsoft Corp. per un vantaggio nella tecnologia, che è diventata ancora un altro fronte nella corsa tecnologica USA-Cina.

Questa notizia dalla Cina arriva dopo che Google aveva dichiarato lo scorso anno di aver costruito un computer in grado di eseguire un calcolo in 200 secondi che richiederebbe ai supercomputer più veloci circa 10.000 anni, raggiungendo la supremazia quantistica. I ricercatori cinesi quindi affermano che il loro nuovo prototipo è in grado di elaborare 10 miliardi di volte più velocemente del prototipo di Google, secondo il rapporto Xinhua. E secondo Bloomberg la corsa alla supremazia quantistica cinese non si ferma qua. Il governo di Xi Jinping sta costruendo un laboratorio nazionale da 10 miliardi di dollari per le scienze dell’informazione quantistica un investimento epocale che vuole dare una spinta decisiva nel campo. Negli Stati Uniti, invece l’amministrazione Trump ha fornito finanziamenti per 1 miliardo di dollari alla ricerca sull’intelligenza artificiale e le informazioni quantistiche all’inizio di quest’anno, quindi investimenti nettamente inferiori rispetto a quelli promossi da Pechino anche se poi andrebbero sommati per gli Usa i budget aziendali e militari che potrebbero far lievitare gli investimenti di molti milioni in più: ad esempio, si ritiene che Google e IBM abbiano speso oltre 100 milioni di dollari.

La sensazione è che nel lungo termine gli Stati Uniti possano perdere il loro vantaggio tecnologico in favore della Cina. La Cina infatti abbraccia ambiziosi programmi tecnologici, mentre negli ultimi anni gli Stati Uniti si sono ritirati, con budget in progressiva diminuzione per la scienza. Basti pensare che negli anni ’60, il governo federale rappresentava circa i due terzi della spesa per ricerca e sviluppo negli Stati Uniti, il resto proveniva principalmente dal settore privato. Paul Scharre, direttore della tecnologia e della sicurezza nazionale presso il Center for a New American Security (CNAS) commenta:

“Fondamentalmente il governo federale ha tolto il piede dal pedale del gas in termini di innovazione negli Stati Uniti. Mentre lo facciamo, altre nazioni come la Cina ci hanno raggiunto”.

Secondo John Martinis, che ha partecipato ai lavori sui primi computer quantistici già negli anni ’80, “prima ancora che la parola ‘qubit’ fosse inventata“: “Le attuali misure di sicurezza in Internet e la crittografia non riusciranno a far fronte alle nuove capacità di calcolo che questa nuova generazione dei computer porterà“. “Vorresti che i qubit mantengano la loro sovrapposizione di uno zero e uno e mantengano gli stati entangled anche mentre esegui operazioni su di essi“, afferma a Newsweek Scott Aaronson, professore di informatica presso l’Università del Texas ad Austin che collabora con Google e altri ingegneri quantistici. “Il problema è che sono intrinsecamente molto fragili. Non appena le informazioni trapelano nell’ambiente sul fatto che un qubit sia uno zero o uno, tutto crolla. Questa “rumorosità” è il problema fondamentale nella costruzione di un computer quantistico. Questo è ciò che lo rende difficile“.

Sia Google che Jiuzhang costituiscono risultati impressionanti; entrambi però molto lontani dal fare qualcosa di remotamente utile. “Non credo che la supremazia quantistica sia completamente un affare fatto“, ha affermato Scott Aaronson, professore di informatica presso l’Università del Texas ad Austin che collabora con Google e altri ingegneri quantistici. “Vorrei vedere la supremazia quantistica per qualche problema in cui possiamo effettivamente riconoscere facilmente la risposta“. Per ottenere un computer quantistico in grado di fare cose interessanti, gli ingegneri dovranno capire come correggere gli errori e scalare le macchine fino a migliaia di qubit, e forse milioni. È probabile che le prime applicazioni pratiche siano nella simulazione di cose che coinvolgono la meccanica quantistica, come la chimica, che potrebbe avere un impatto sullo sviluppo dei farmaci. “L’algoritmo di Shor, che rompe i codici crittografici, è una di quelle cose che accadrà nell’evoluzione dei computer quantistici“, afferma Aaronson. “Ma quando riuscirai a farlo, potrai praticamente eseguire qualsiasi calcolo quantistico. Mi sorprenderebbe molto se fosse nel prossimo decennio“.

Allora se i computer quantistici sono così lontani da una loro vita su larga scala, viene spontaneo domandarsi perché preoccuparsi? Indipendentemente dalle carenze che Jiazhang può avere, gli investimenti messi in campo dalla Cina dimostrano che è un formidabile innovatore. Neven ha emesso un cupo avvertimento sul pericolo che gli Stati Uniti venissero sconfitti nella corsa allo sviluppo di un computer quantistico. “Siamo davvero molto preoccupati [per] un concorrente ancora sconosciuto [dalla] Cina [che ci batterà nella corsa a una macchina per la correzione degli errori, perché la Cina ha la capacità di indirizzare enormi risorse in una direzione che è considerata strategicamente importante“. Sulla stessa lunghezza d’onda Elsa Kania, esperta di Cina al CNAS, che afferma “C’è una mentalità di compiacenza negli Usa. C’è un senso e un impegno ideologico nell’idea che il mercato possa fare tutto, che non vi sia alcun ruolo per il governo e che si opponga agli investimenti nella scienza e nell’istruzione. Anche se la Cina non stesse facendo nulla nella scienza quantistica, dovremmo investire molto nella ricerca di base, cercando di finanziare alcuni di questi nuovi programmi e cercando di costruire la pipeline di talenti“.

La prospettiva però che qualcuno possa raggiungere per primo un computer quantico con applicazioni pratiche porta a dire che non è troppo presto per iniziare a preoccuparsi di nascondere i segreti da occhi indiscreti. La prospettiva di una macchina per decifrare il codice che emergerà nel prossimo decennio sta già facendo scattare un campanello d’allarme in alcuni ambienti. Come affermato da Michele Colajanni Se la tecnologia è in mani straniere i rischi sono due. Lo spionaggio lo fanno tutti, ma il sabotaggio solo i Paesi non democratici. E la Cina è una dittatura“. La National Security Agency e altre organizzazioni di intelligence stiano raccogliendo risme di informazioni crittografate in previsione di un giorno in un futuro non troppo lontano in cui potranno decodificarle con un computer quantistico. E stanno anche iniziando a preoccuparsi per il giorno in cui i loro avversari potranno decifrare i loro segreti raccolti. Negli Stati Uniti, sono in corso piani per introdurre nuovi metodi di crittografia che non possono essere violati nemmeno da un computer quantistico. La NSA ha annunciato nel 2015 che intendeva passare alla fine a uno schema alternativo, resistente al quantum, ancora indeterminato.

Non è un caso che il National Institutes of Standards and Technology abbia annunciato una competizione tecnica per standard di crittografia resistente ai quantum. Questo autunno, il NIST ha ristretto un campo di 69 contendenti a 15. Lo schema più popolare, si è scoperto, è la “crittografia basata su reticolo“, che richiederebbe a un computer di trovare un percorso specifico attraverso griglie di miliardi di numeri, uno schema completamente diverso base matematica rispetto a quella degli attuali schemi di crittografia a chiave pubblica, che si basano sulla fattorizzazione di grandi numeri. Come evidenziato sempre da Newsweek però convincere le agenzie governative e altre organizzazioni a migrare dagli attuali schemi di crittografia a chiave pubblica a quelli nuovi non sarà facile. Se la minaccia non è chiara e presente, l’autocompiacimento può bloccare il progresso. “Le persone utilizzano ancora browser Web con crittografia che è stata interrotta negli anni novanta“, afferma Aaronson. “È triste“.

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Nato a Torino il 9 ottobre 1977. Giornalista dal 1998. E' direttore responsabile della rivista online di geopolitica Strumentipolitici.it. Lavora presso il Consiglio regionale del Piemonte. Ha iniziato la sua attività professionale come collaboratore presso il settimanale locale il Canavese. E' stato direttore responsabile della rivista "Casa e Dintorni", responsabile degli Uffici Stampa della Federazione Medici Pediatri del Piemonte, dell'assessorato al Lavoro della Regione Piemonte, dell'assessorato all'Agricoltura della Regione Piemonte. Ha lavorato come corrispondente e opinionista per La Voce della Russia, Sputnik Italia e Inforos

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