Cosa vuol dire "vantaggio quantistico" e quando lo vedremo? IBM e Pasqal danno una risposta

Cosa vuol dire "vantaggio quantistico"? La risposta è meno scontata di quanto si possa pensare. Per questo IBM e Pasqal hanno pubblicato un white paper che cerca di rispondere proprio a questa domanda, dando una definizione di "vantaggio quantistico" che sia, per quanto possibile, di essere chiara e univoca.

IBM e Pasqal definiscono il vantaggio quantistico

Qualche anno fa si parlava di "supremazia quantistica", ovvero della capacità dei computer quantistici di offrire una potenza di calcolo esponenzialmente superiore per certe tipologie di applicazioni, tale per cui il loro vantaggio rispetto alle controparti classiche sarebbe stato enorme, tanto da meritare, per l'appunto, il titolo di "supremazia". L'esempio più famoso di un'azienda che ha proclamato di aver raggiunto l'agognata supremazia quantistica è quello di Google, che fu costretta poi a ritirare la propria pretesa quando alcuni ricercatori dimostrarono che era possibile ottenere un risultato simile con i computer classici.

Da allora la comunicazione sulla differenza tra i calcolatori quantistici e quelli classici è cambiata parecchio e si parla da tempo di "vantaggio quantistico", termine più "leggero" per indicare il fatto che, in alcuni specifici casi, i computer quantistici hanno un vantaggio rispetto alle controparti classiche e offrono dunque prestazioni migliori.

Il problema è però definire cosa voglia dire "prestazioni migliori". Si parla di pura potenza di calcolo e, quindi, minore tempo di esecuzione? Di migliore efficienza energetica? Di costi inferiori a parità di calcoli eseguiti? Una combinazione di questi tre elementi? Il nuovo white paper di IBM e Pasqal dà una risposta: "'vantaggio quantistico' significa che un computer quantistico può effettuare calcoli più accuratamente, economicamente o efficientemente di uno classico."

Secondo IBM, vedremo l'avverarsi di una di queste condizioni entro la fine del 2026. L'azienda rimarca comunque come non vedremo un vantaggio esclusivo dei computer quantistici, ma di questi in sinergia con quelli classici. L'idea che i dispositivi quantistici siano in grado di operare da soli è infatti tramontata e li si vede più come delle sorte di acceleratori da affiancare a quelli classici.

Dimostrare, da un punto di vista della potenza di calcolo pura, che gli elaboratori quantistici saranno in grado di superare quelli classici significa dimostrare che non esistono algoritmi classici che possono offrire prestazioni migliori. In alcuni casi ciò è possibile grazie a dimostrazioni matematiche e alla teoria della complessità, ma in altri casi continueremo a vedere un "tira e molla" perché gli algoritmi classici continueranno a migliorare. Per alcune applicazioni, dunque, avremo il "momento quantistico" in cui il vantaggio sarà dimostrato in maniera netta e definitiva; per altre, invece, ci sarà una "zona grigia" che verrà superata dall'arrivo dei computer quantistici con la correzione degli errori.

Il problema, come evidenza IBM, sarà anche quello di poter confermare la validità dei risultati offerti dai computer quantistici. Sarà una sfida complessa, perché già ora non è sempre possibile emulare il comportamento degli elaboratori quantistici con quelli classici, e non è dunque sempre possibile riprodurre i risultati per poterli confermare.

Per questo IBM afferma che quello che vedremo entro la fine dell'anno prossimo non sarà una semplice dichiarazione, del tipo "abbiamo raggiunto il vantaggio quantistico e dimostrato che i computer quantistici sono superiori", ma una serie di dimostrazioni che alcuni casi specifici dimostrano un vantaggio quantistico.

Insomma, i computer quantistici saranno quantistici anche nel proprio vantaggio: per un certo periodo l'avranno e non l'avranno in contemporanea. Come un gatto qualunque.