Un computer quantistico da desktop? Arriva dalla cinese SpinQ e costa "solo" 5000 dollari

I computer quantistici rappresentano oggi la frontiera tecnologica, quel luogo dove l'innovazione è costante e le scoperte rivoluzionarie avvengono continuamente. Tuttavia, questi computer sono confinati nei laboratori di ricerca per via del modo in cui funzionano e appaiono dunque come qualcosa di distante. Un'azienda cinese, SpinQ, punta a cambiare questa percezione con un computer quantistico da desktop. Pensato per scuole e università, questo computer ha un prezzo di 5.000$ e ha un funzionamento piuttosto diverso da quello dei "grandi" computer quantistici di IBM, Google e IonQ, con prestazioni che sono di conseguenza inferiori.

SpinQ presenta un computer quantistico da desktop a "soli" 5.000$

Il computer quantistico presentato da SpinQ è il secondo della sua storia e rappresenta una versione ridotta e più compatta del primo prodotto presentato: il primo modello era un computer quantistico dal peso di 55 kg e con un prezzo di 50.000$, ben dieci volte quello di questo secondo modello da 5.000$. Il prezzo è comunque ben inferiore rispetto ai milioni di dollari necessari per i computer quantistici di grandi dimensioni prodotti dai principali attori in questo settore.

Il motivo di ciò sta anche nella diversa tecnologia impiegata. Sia il primo modello che questa seconda versione, che mette a disposizione appena 2 quibt, usano la risonanza magnetica nucleare per effettuare le operazioni. Si tratta della stessa tecnologia utilizzata in ambito medico per ottenere immagini del corpo umano ed è stata il punto di partenza per realizzare i primissimi computer quantistici negli anni '90.

Questi computer utilizzano un potente campo magnetico per intrappolare delle molecole, che vengono quindi bombardate con impulsi di onde radio per manipolarle: ciascun impulso eccita gli elettroni che orbitano attorno al nucleo di uno degli atomi, provocando poi una seconda emissione energetica quando l'elettrone torna in una configurazione orbitale stabile. Questo processo permette di modificare lo stato degli atomi, facendolo mutare da 0 a 1 e viceversa, e consente dunque di effettuare varie operazioni matematiche.

Alla base di questo processo c'è il dimetilfosfito, una molecola composta da un atomo di fosforo, uno di idrogeno, uno di ossigeno e da due gruppi CH3O. La particolarità di questa molecola è che il fosforo e l'idrogeno sono legati, ma sono manipolabili indipendentemente, e ciò rende possibile il loro uso all'interno di un computer quantistico.

Dal momento che gli strumenti di controllo sono limitati dalla dimensione, dalle temperature e dai costi, per poter controllare efficacemente questi atomi non si utilizzano dei magneti superconduttori, ma dei semplici magneti fissi ad alta intensità di flusso (superiore a 1 Tesla) che risultano pertanto sufficientemente potenti da contenere il dimetilfosfito all'interno del proprio campo.

È necessario utilizzare quantità elevate di dimetilfosfito per poter utilizzare il computer quantistico da desktop di SpinQ: occorrono infatti diverse gocce del materiale, che equivalgono a milioni di miliardi di molecole! Tali gocce vengono contenute in una fiala posta dentro il computer.

Queste limitazioni tecnologiche fanno sì che il computer di SpinQ non sia nemmeno lontanamente paragonabile ai "veri" computer quantistici creati da Honeywell, D-Wave e dagli altri: le prestazioni non sono infatti nemmeno paragonabili con quelle di un computer tradizionale. L'approccio di SpinQ, però, è differente e non punta a creare un dispositivo in grado di competere con i computer quantistici di grandi dimensioni, ma a costruire una piattaforma che possa mostrare all'atto pratico come funziona un computer quantistico e che permetta dunque a studenti e ricercatori di prendere dimestichezza con questo tipo di dispositivi e con gli algoritmi correlati.

Il computer quantistico desktop non è autosufficiente e funziona un po' come una periferica esterna: richiede infatti di essere collegato a un computer tradizionale, col quale comunica grazie a software creato appositamente.

Un computer per imparare, non un'alternativa ai grandi computer quantistici

Questo però non è l'inizio della diffusione dei computer quantistici nelle case di tutti e non è solo per una questione di costi o dell'assenza di un "Linux Quantum", un sistema operativo dedicato. Si tratta di un problema fondamentale relativo ai limiti tecnologici della risonanza magnetica nucleare, tali per cui sarà molto difficile spingersi oltre i 12 qubit. Alcuni ritengono poi, come riporta Discover, che le operazioni svolte in questo modo non siano realmente quantistiche e non permettano dunque di sfruttare appieno le possibilità dei computer quantistici. Questa è, insomma, una base di partenza per prendere dimestichezza con la tecnologia, ma è poco più di un giocattolo se paragonato con i computer "veri", tanto quanto lo è una calcolatrice programmabile rispetto a una workstation di fascia alta.

Con ogni probabilità il futuro dei computer quantistici è nel cloud, ma grazie a progetti come questo sarà possibile toccare con mano (anche in senso piuttosto letterale) queste innovazioni e sperimentarle direttamente, per quanto in maniera limitata.