Comprendere la cronologia del quantum computing: quando diventerà realtà?

Siamo entrati in una nuova era di trasformazione digitale, che non è guidata solo dall'intelligenza artificiale. Mentre l'IA continua a rivoluzionare i settori industriali, sta emergendo un'altra forza rivoluzionaria che ha il potenziale di stravolgere tutto ciò che conosciamo sull'informatica: il quantum computing. Dopo un lungo periodo di sviluppo, la tecnologia quantistica sta finalmente uscendo dai laboratori di ricerca e iniziando ad attirare l'attenzione oltre i confini della comunità IT.

A seconda di chi lo guarda, questo sviluppo può essere visto come una grande opportunità o come una grave minaccia alla sicurezza informatica. Entrambe le percezioni contengono un fondo di verità, ma queste realtà apparentemente opposte del quantum sono più facili da comprendere nel contesto della storia del quantum computing. A tal fine, abbiamo fornito una cronologia dettagliata che rivela l'affascinante storia del quantum computing, i suoi rapidi progressi e quando si prevede che diventerà commercialmente viable. Nel corso dell'articolo, dimostreremo cosa significa per le organizzazioni raggiungere la quantum readiness.

Che cos'è il quantum computing?

Il quantum computing si basa sui principi fondamentali della meccanica quantistica per eseguire calcoli utilizzando bit quantistici (qubit) invece del codice binario basato sui bit del computing classico. Mentre i bit tradizionali possono rappresentare solo 0 o 1, i qubit possono esistere in uno stato di sovrapposizione, il che significa che possono rappresentare 0 e 1 allo stesso tempo. Ciò consente ai computer quantistici di affrontare calcoli complessi a una velocità straordinaria. L'entanglement quantistico, un altro principio fondamentale, si verifica quando due o più qubit diventano intrinsecamente collegati, in modo che lo stato di un qubit è direttamente correlato allo stato di un altro, anche se separati da grandi distanze.

Insieme, la sovrapposizione e l'entanglement liberano una potenza di calcolo straordinaria. Questi concetti aumentano l'efficienza computazionale e consentono ai sistemi quantistici di eseguire operazioni praticamente impossibili per i computer classici.

Perché il quantum computing è importante per il futuro

Il quantum computing potrebbe dare il via a innovazioni entusiasmanti, estendendo i vantaggi dell'intelligenza artificiale e dell'apprendimento automatico grazie alla maggiore potenza di calcolo necessaria per analizzare set di dati complessi. Ciò consentirebbe ai supercomputer quantistici di risolvere problemi che sono rimasti ostinatamente fuori dalla portata delle soluzioni di calcolo classiche.

Ciò potrebbe avere implicazioni di vasta portata che interesserebbero ogni settore e industria immaginabile. Nel settore sanitario, ad esempio, il quantum computing potrebbe accelerare la scoperta di nuovi farmaci e supportare la medicina genomica. Nel settore bancario, la tecnologia quantistica potrebbe supportare una migliore modellizzazione del rischio, mentre le catene di approvvigionamento potrebbero beneficiare di una migliore pianificazione dei percorsi e di una più accurata previsione della domanda.

Cronologia dello sviluppo del quantum computing

L'informatica quantistica può sembrare un concetto nuovo, ma in realtà questa tecnologia è in fase di sviluppo da diversi decenni. Di seguito abbiamo evidenziato i punti chiave dello sviluppo dell'informatica quantistica, dimostrando non solo quanto tempo e impegno sono stati dedicati a questa trasformazione, ma anche rivelando l'attuale accelerazione dei progressi in questo campo.

Gli anni fondamentali: le scoperte teoriche

La tecnologia quantistica non ha sempre suscitato grande interesse nell'opinione pubblica, ma questo concetto ha da tempo suscitato l'interesse dei fisici più lungimiranti. Le origini della quantistica risalgono agli anni '60 e '70. Ad esempio, il lungimirante Richard Feynman ha ottenuto le prime scoperte rivoluzionarie nell'ambito dell'elettrodinamica quantistica e dei complessi comportamenti degli elettroni.

Altrettanto influente è stato il fisico e inventore Stephen Wiesner, che ha proposto il concetto di moneta quantistica. Le idee alla base della moneta quantistica hanno infine costituito il fondamento della crittografia quantistica, di cui parleremo più dettagliatamente in seguito.

Nonostante il contributo di Wiesner, David Deutsch è generalmente considerato il “padre dell'informatica quantistica”. Si è sicuramente guadagnato questo titolo, avendo proposto un computer quantistico universale in grado di sfruttare al massimo i principi quantistici ed eseguire calcoli che rimanevano fuori dalla portata dei computer classici.

Ulteriori progressi nell'informatica sono stati compiuti negli anni '90, soprattutto sotto forma di nuovi e impressionanti algoritmi. Tra questi figurano l'algoritmo di Peter Shor, che migliora notevolmente la scomposizione di grandi numeri interi, e l'algoritmo di Lov Grover, che accelera i problemi di ricerca non strutturata. Entrambi hanno dimostrato la straordinaria velocità con cui i sistemi quantistici possono risolvere tipi specifici di problemi.

Durante questi primi decenni di esplorazione quantistica, concetti come i qubit superconduttori, la sovrapposizione e l'entanglement hanno cominciato a prendere forma, costituendo la base teorica per le entusiasmanti applicazioni tecnologiche che sarebbero seguite negli anni 2000 e 2010.

I primi hardware e le prime dimostrazioni

Mentre i concetti quantistici rimanevano in gran parte teorici negli anni '80 e '90, le prime scoperte degli anni 2000 hanno rivelato come questi concetti potessero alla fine entrare nel mainstream. Aziende influenti come IBM e D-Wave hanno iniziato a investire maggiormente nella ricerca quantistica, portando a innovazioni come IBM Quantum Experience. A questo seguì rapidamente il D-Wave One, definito il primo “computer quantistico disponibile in commercio”.

Il National Institute of Standards and Technology (NIST) fu fortemente coinvolto fin dall'inizio, presentando un processore di informazioni quantistiche programmabile che rivelò il potenziale dei futuri sistemi quantistici. A questo punto, era possibile eseguire con successo versioni di base di algoritmi quantistici, anche se il numero di qubit rimaneva limitato.

L'era quantistica moderna: rapidi progressi

La ricerca nel campo del quantum computing ha subito una rapida accelerazione negli ultimi anni. Dopo un inizio lento, ora sembra una corsa a tutta velocità, con il traguardo ormai in vista. Le principali aziende tecnologiche stanno già gareggiando per aumentare il numero di qubit.

Nel 2019, Google ha fatto notizia rivendicando la supremazia quantistica, dimostrando che il suo processore quantistico era in grado di risolvere un problema specifico più velocemente dei supercomputer classici più potenti. Sebbene il compito avesse un'applicazione limitata nel mondo reale, questo traguardo ha dimostrato che i sistemi quantistici possono superare quelli classici in determinate condizioni. Ha segnato un passo avanti fondamentale nella corsa verso il vantaggio quantistico pratico.

Un altro sviluppo rivoluzionario? L'accesso diffuso all'hardware quantistico, reso disponibile da piattaforme cloud rinomate come IBM Q, Azure Quantum e Amazon Braket. Questi sistemi offrono maggiori opportunità di sfruttare la tecnologia quantistica e potrebbero persino portare a una nuova ondata di scoperte in questo campo.

Quando sarà disponibile il quantum computing?

È innegabile che il movimento quantistico abbia fatto molta strada, ma ciò solleva ancora una domanda: quando sarà disponibile il quantum computing su larga scala? Tecnicamente, l'accesso esiste già attraverso piattaforme basate sul cloud, ma la maggior parte dei sistemi odierni sono classificati come dispositivi quantistici di scala intermedia rumorosi (NISQ). Queste macchine sono potenti, ma presentano ancora limitazioni significative, tra cui tempi di coerenza brevi, alti tassi di errore e stabilità dei qubit limitata. Di conseguenza, sono più adatte alla ricerca e alla sperimentazione piuttosto che a un uso commerciale diffuso. Tuttavia, continuano i rapidi progressi verso sistemi più stabili e tolleranti ai guasti.

Le tempistiche e le stime variano, ma una scadenza fissata dalla Cloud Security Alliance offre uno sguardo sul futuro del quantum: questo gruppo raccomanda vivamente alle aziende di raggiungere la piena preparazione al quantum entro il 14 aprile 2030. I casi d'uso commerciale potrebbero influire sulle tempistiche specifiche delle aziende in materia di quantum e, in settori come quello finanziario, sarà ancora più necessario essere proattivi rispetto alle potenziali sfide e ai rischi che il quantum computing porterà con sé nel prossimo futuro.

Ricerca per massimizzare l'impatto nel mondo reale

Come accennato in precedenza, gli esperti di Google lo hanno chiarito: abbiamo già raggiunto la supremazia quantistica. Ora, la prossima grande frontiera riguarda il vantaggio quantistico. Ciò significa scoprire sistemi attuabili e corretti che supportino le attività del mondo reale. In sostanza, i ricercatori hanno compiuto i progressi teorici necessari per comprendere appieno le possibilità del quantum e ora stiamo assistendo a un rapido ridimensionamento del divario, un tempo significativo, tra teoria e pratica.

I progressi sono rapidi

Non date per scontato che la rivoluzione quantistica sia una preoccupazione futura. I progressi stanno emergendo a un ritmo vertiginoso e, a questo punto, è chiaro che siamo nella fase finale. Le macchine quantistiche accessibili dal cloud sono già operative, ma questo è solo l'inizio.

Diversi sviluppi importanti sono stati annunciati da grandi nomi come Microsoft, Google, Amazon e IBM. IBM, ad esempio, ha delineato un'ambiziosa tabella di marcia che prevede un “sistema quantistico con 200 qubit in grado di eseguire 100 milioni di gate” entro il 2029. Nel frattempo, Microsoft afferma di aver “progettato un tipo di qubit completamente nuovo”, compiendo un passo fondamentale verso la realizzazione di un “computer quantistico tollerante ai guasti”.

Cronologia della crittografia post-quantistica del NIST

Il NIST fornisce preziose indicazioni sull'adozione della tecnologia quantistica e sulla mitigazione dei rischi, in particolare nel contesto della crittografia. L'iniziativa del NIST sulla crittografia post-quantistica (PQC) ha pubblicato un importante documento preliminare, rivelando l'intenzione di abbandonare completamente RSA-2048 ed ECC-256 entro il 2030. Inoltre, secondo la bozza della roadmap del NIST, gli algoritmi classici vulnerabili agli attacchi quantistici dovrebbero essere vietati entro il 2035.

Sulla base di queste informazioni, è chiaro che l'impatto crittografico del quantum computing sarà pienamente realizzato nel prossimo futuro. A questo punto, è fondamentale iniziare a verificare l'infrastruttura crittografica e, meglio ancora, passare ad algoritmi post-quantistici.

Prepararsi all'era del quantum computing

È tempo di cambiare mentalità riguardo ai progressi quantistici. Non si tratta semplicemente di una possibilità futura, ma piuttosto di un passaggio attivo dal calcolo e dagli algoritmi classici, una transizione che è già ben avviata. Le aziende che non riescono a stare al passo rischiano non solo di perdere un potenziale vantaggio competitivo in un ecosistema tecnologico in rapida evoluzione, ma potrebbero anche subire notevoli vulnerabilità con la graduale eliminazione di algoritmi un tempo efficaci.

Tuttavia, c'è ancora molto da fare e c'è abbastanza tempo per prepararsi prima che il quantum computing venga adottato su larga scala. Questo sforzo dovrebbe iniziare con una valutazione tempestiva dei rischi, che può rivelare le vulnerabilità quantistiche relative alla crittografia e ad altre questioni di sicurezza. Anche il passaggio a fornitori consapevoli del quantum è un passo essenziale. Le aziende dovrebbero esaminare attentamente i propri fornitori per assicurarsi che siano altrettanto seri nel raggiungere la quantum readiness.

Non sottovalutate il valore di una forza lavoro pronta per il quantum. Questo obiettivo può essere raggiunto attraverso assunzioni strategiche, concentrandosi su professionisti con esperienza nel quantum o con una chiara attitudine alla trasformazione tecnologica. La formazione è altrettanto importante. È più che possibile per i dipendenti attuali acquisire una buona padronanza del quantum, a condizione che ricevano una guida adeguata attraverso workshop o programmi di certificazione.

Iniziate subito a prepararvi alle minacce del quantum computing con Sectigo

Rimanere indietro significa diventare vulnerabili a minacce crittografiche considerevoli. È ora di prepararsi al quantum con valutazioni dettagliate dell'infrastruttura e strategie a prova di futuro. Queste dovrebbero includere la crittografia post-quantistica, insieme alla gestione del ciclo di vita dei certificati digitali pronti per il quantum.

Non c'è bisogno di sentirsi sopraffatti; Sectigo può guidarvi in questo viaggio e aiutarvi a sentirvi sicuri mentre vi preparate per un futuro incentrato sul quantum. Con le preoccupazioni crittografiche gestite in modo strategico, potrete abbracciare le possibilità avanzate di elaborazione che il quantum renderà disponibili.

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