domenica 18 giugno 2023

Entanglement parte seconda

 


Ritorno ancora sull'entanglement - un concetto della moderna fisica quantistica intrigante e molto interessante - per parlare dei computer quantistici, ultima frontiera dei sistemi di calcolo.
Lo sviluppo di macchine come queste vede impegnati gran parte dei paesi del mondo in una corsa frenetica che è solo agli inizi. 

Ora spiegare nel dettaglio il funzionamento di questi dispositivi non è cosa semplice; diciamo che rispetto ai normali calcolatori che operano su dati binari 0 e 1  (i bit) - i computer quantici maneggiano i Qubit - dati il cui singolo valore quantistico può riassumere più valori reali anche secondo le modalità tipiche dell'entanglement, rappresentando più stati contemporaneamente.

Agli inizi degli anni ottanta molti fisici tra cui Richard Feynman, teorizzarono la possibile realizzazione di calcolatori come questi che secondo loro avrebbero potuto "simulare" agevolmente situazioni che un normale computer non è in grado di elaborare o rappresentare.

Senza entrare in dettagli troppo tecnici, sembrerebbe che il calcolo quantico si adatti meglio - ad esempio - al possibile sviluppo di una vera e propria intelligenza artificiale.
Paul Benioff, fisico americano, ipotizzò e propose una macchina di Turing descrivendo un modello teorico di elaboratore quantico.

L'elaborazione quantistica poi, secondo molti scienziati, si avvicina per certi versi al funzionamento del cervello umano e sulle macchine quantiche moderne la possibilità di eseguire miliardi di operazioni al secondo (per il computer quantico italiano HPC5 dell'ENI - ad oggi uno dei più veloci - si parla di 51 milioni di miliardi di operazioni al secondo) rende il calcolo quantico ideale per eseguire simulazioni complesse su argomenti come la fusione nucleare o il comportamento di cellule e proteine o analisi geologiche o metereologiche complesse. 

Una vera e propria manna per i ricercatori che in questi campi sono sempre stati limitati dalla enorme quantità dei dati da esaminare e da mettere in correlazione.

Queste potenze di calcolo però hanno sollevato problemi e dubbi circa la sicurezza delle comunicazioni.
Ovviamente con tali capacità di calcolo i sistemi crittografici di sicurezza odierni saranno inutilizzabili in un futuro molto prossimo.

Chiavi crittografiche oggi ritenute sicure, firme digitali e algoritmi di sicurezza saranno facilmente decodificati con le potenze di calcolo quantistiche - se una buona chiave crittografica richiede oggi duecento anni di calcolo tradizionale per essere violata, con un computer quantistico potrebbe essere decrittata in pochi decimi o millesimi di secondo. 
Una firma digitale di un aggiornamento software potrebbe tranquillamente essere duplicata o modificata per eseguire malware o per condizionare il funzionamento di un browser, di un'app o di qualsiasi altro software.
Una blockchain potrebbe essere tranquillamente violata e resa inattendibile in poche frazioni di secondo.

Il progresso in tali campi è ovviamente inarrestabile e senza arrivare a scenari fantascientifici pensiamo soltanto alla simbiosi che oggi tutti abbiamo con i nostri smartphone e con i sistemi di controllo in cloud come Alexa o a tutti i mezzi di comunicazione come mail, chat o social diventati ormai indispensabili.

La possibilità di poter entrare in questi sistemi e prenderne il controllo, se si avverassero certi presupposti dove all'intelligenza artificiale verrà demandata la gestione completa delle comunicazioni e di altre cose importanti della nostra vita, sarà una certezza. 

Senza politiche opportune e senza nessun limite è molto difficile cercare di immaginare come cambierà la nostra vita.