Il calcolo quantistico può sembrare la star del momento, ma non dobbiamo trascurare le altre promettenti tecnologie quantistiche che stanno facendo passi da gigante nell'ombra. Dalla crittografia alla sensoristica quantistica, queste tecnologie sono molto più mature e vicine alle applicazioni commerciali rispetto all'informatica quantistica.
Ne parliamo con Nicola Nosengo, (chief editor di Nature Italy) e Fabio Sciarrino (professore di informatica quantistica UNIROMA1) per approfondire come sta evolvendo questo campo, e come evitare di cadere nelle trappole dell'hype parlando di tecnologie quantistiche.
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Oltre i computer quantistici
Cristiano Matricardi Hype, ovvero clamore. Un'arma sociale a tratti necessaria ma complicata da utilizzare e pericolosa se fuori controllo. Nell'ampio panorama della nostra società digitale, l'hype si conferma sempre più spesso come il protagonista che guida le aspettative ma soprattutto le emozioni legate alle nuove frontiere della tecnologia. L’hype tecnologico quasi sempre si fa strada, generando una narrativa di anticipazione e promesse di innovazione. Ora fermati un attimo, chiudi gli occhi, immagina di essere seduto in un teatro aspettando l'apertura del sipario per l'esibizione di un artista emergente. Questa attesa è alimentata da notizie che stanno creando un clima crescente di interesse. L’hype diventa così la forza trainante dietro la riuscita dello spettacolo. Ed ecco che da una recensione entusiasta sulla rivista teatrale alle anticipazioni sui social media, l'entusiasmo si diffonde come un'ondata, trasformando la curiosità in una narrazione coinvolgente. Tutti vogliono essere lì. Tutti vogliono essere in prima fila. È la promessa di una performance innovativa, dove ogni dettaglio, ogni nuova interpretazione rappresenta un cambio di paradigma nell'arte teatrale. Ora, ritornando alle tecnologie quantistiche, in questo mondo che è sempre più connesso, l'entusiasmo e l'hype diventano quindi il mezzo attraverso il quale comunichiamo e partecipiamo alle rivoluzioni tecnologiche. Così, mentre attendiamo la novità, l'hype persiste costante, come una corrente che ci spinge verso nuove tecnologie, ma se non regolata può portarci fuori rotta e farci perdere di vista il nostro vero obiettivo. Questo podcast si chiama Qubit, ovvero l'unità fondamentale di un computer quantistico. Ad ogni modo è molto riduttivo, se non errato, focalizzare l'attenzione solo sul calcolo quantistico, perché ad oggi abbiamo moltissime possibili applicazioni dei principi della meccanica quantistica, alcune estremamente più mature e sviluppate che i tanto sensati computer quantistici. Ecco quindi che per dare il giusto peso alle notizie che leggiamo dobbiamo ampliare i nostri orizzonti e capire cosa sono veramente le tecnologie quantistiche e soprattutto cos'è l'hype e da che cosa si genera
00:02:33 Nicola Nosengo L'hype possiamo definirlo come un eccesso di mediatizzazione di un fenomeno. La descrizione di aspettative e caratteristiche eccessive che eccedono quella che è la realtà su un particolare prodotto, su una particolare tecnologia, su un particolare settore della ricerca scientifica o su specifiche personalità. In una parola, esagerazione.
00:03:01 Cristiano Matricardi Lui è Nicola Nosengo, editor in chief di Nature Italy, uno dei portali geografici del Network Portfolio che si occupa di fornire a scienziati e professionisti di tutto il mondo una panoramica sulle ricerche sulle ultime ricerche provenienti dall'Italia. Ecco, Nicola ci spieghi come nasce il fenomeno del hype?
00:03:24 Nicola Nosengo Nasce molto spesso attorno alle ricerche scientifiche e alle scoperte tecnologiche, a volte in modo spontaneo, semplicemente generato dall'interesse che queste tecnologie o scoperte generano perché gioca sul sull'interesse delle persone e in qualche modo aiuta a tenere alta l'attenzione attorno alla ricerca. Questo fino a un certo punto è positivo e a volte invece è una vera e propria strategia di marketing pianificata a tavolino, in modo da aumentare le possibilità di finanziamento, per esempio di un certo settore di ricerca e poi in qualche modo anche contribuire proprio a distorcere il mercato, nel senso che può mandare segnali sbagliati agli investitori, attirando magari finanziamenti su tecnologia o su scoperte che hanno meno prospettive concrete di altre.
00:04:29 Cristiano Matricardi L'hype quindi è inevitabile. È un processo naturale che però può indubbiamente portare a degli effetti collaterali. Ora, come facciamo Nicola a proteggerci da questo fenomeno di eccessiva produzione di clamore?
00:04:45 Nicola Nosengo Forse la prima cosa che possiamo fare per mitigarlo, specialmente noi come operatori dell'informazione ma anche come lettori, è distinguere. Evitare di fare un minestrone di contenuti che è il primo alleato dell'hype, per esempio nel caso del quantum computing sicuramente è fondamentale ricordare che non è un unico mondo, non è un'unica tecnologia, ma è un complesso di tecnologie anche molto diverse tra di loro, che vanno da quelle per il computer appunto al mondo più grande delle tecnologie quantistiche che riguarda anche, la crittografia, la trasmissione le telecomunicazioni e così via
00:05:31 Cristiano Matricardi Purtroppo a volte è molto difficile fare questa distinzione perché le notizie che ci arrivano sono talmente tante e così confuse che è difficile metterle in ordine e capire chi sta facendo vera informazione e chi invece, con dei sondaggi straordinari, sta creando solo del clamore ingiustificato.
00:05:52 Nicola Nosengo Queste notizie sono molto spesso basate su questionari a volte anche molto frettolosi, distribuiti a manager del settore e quindi la loro genesi è assolutamente autoreferenziale. È ciò che alcuni operatori del settore pensano che succederà, ma spesso senza nessuna base chiara, senza che venga rivelata la metodologia con cui queste previsioni vengono preparate. Quindi particolare attenzione a questo.
00:06:25 Cristiano Matricardi C'è però un lato positivo, ovvero quando si parla di scienza possiamo verificare le fonti ed è qui che entra in gioco il comunicatore scientifico. Chi di lavoro cerca di produrre e di dare la migliore informazione solida senza cercare e senza creare del clamore ingiustificato.
00:06:48 Nicola Nosengo Almeno per quanto riguarda tutta la parte sperimentale, l’hype attorno al quantum computing è in buona misura verificabile, per esempio assicurandosi che i vari claim che vengono fatti del “primo sistema quantistico” che fa una certa cosa o computer quantistico che batte un record di computazione precedente. Ecco, tutte queste informazioni dipendono dal fatto che venga usata una metrica chiara, chiaramente identificata, chiaramente confrontabile ad altri risultati di cui si è parlato in passato. E questo nella comunicazione giornalistica, specie quella rivolta al grande pubblico, è spesso fatto in modo molto confuso. E quindi una cosa che sicuramente chi fa informazione dovrebbe fare sarebbe di assicurarsi che le metriche e le unità di misura usate per fare questi titoli siano chiaramente definiti.
00:07:51 Cristiano Matricardi Ascoltando Nicola abbiamo capito perfettamente che il quantum computing rappresenta solamente una piccola parte di tutte le tecnologie quantistiche, sebbene molto rumorosa. Cerchiamo quindi di mettere in pratica gli insegnamenti di Nicola e ampliare il nostro la nostra visione su queste tecnologie quantistiche per mettere a fuoco cosa sono e dove si posiziona sia il quantum computing che tutte le altre tecnologie a nostra disposizione. Ecco che per fare un po’ di chiarezza, oggi ho invitato qui su Qubit il professor Fabio Sciarrino, professore di Fisica quantistica presso l'Università La Sapienza di Roma. Ci aiuterà a capire cosa c'è oltre il quantum computing, partendo proprio da una definizione di tecnologie quantistiche.
00:08:36 Fabio Sciarrino Noi abbiamo vissuto negli ultimi 100 anni un notevole sviluppo a livello scientifico in questo ambito e parleremo di due rivoluzioni quantistiche. Una prima rivoluzione quantistica è quella che si è sviluppata cento anni fa, quasi. Ed è quello che ha portato a sviluppare i concetti alla base della fisica nucleare. Invece quello che abbiamo negli ultimi vent'anni e lo sviluppo della seconda rivoluzione quantistica in cui si vuole sfruttare pienamente le potenzialità del mondo quantistico. L'obiettivo è di andare a sfruttare le proprietà puramente quantistiche. Degli atomi, dei fotoni, dei superconduttori, quali la sovrapposizione o l'entanglement, e sfruttare queste proprietà per avere un impatto tecnologico in diversi ambiti. Computazione e computazione quantistica Comunicazione quantistica, Sensing quantistico, Metrologia quantistica.
00:09:41 Cristiano Matricardi Fabio si riferisce a tutti quei settori di gran lunga più sviluppati di un computer quantistico che permettono di arrivare ad un obiettivo. Ad esempio, la crittografia quantistica è uno dei settori più sviluppati e prevede appunto l'utilizzo delle leggi della meccanica quantistica per condividere informazioni sicure tra due o più utenti. Questo approccio permette di ottenere una sicurezza di gran lunga superiore allo standard che abbiamo oggi. Altri ambiti sono quelli della metrologia e del sensing quantistico. L'obiettivo è qui creare dei sensori che abbiano delle capacità molto superiori a quelli di oggi. Ma di cosa stiamo parlando quando citiamo capacità superiore e quali sono i vantaggi?
00:10:29 Fabio Sciarrino L'impatto può essere di andare a fare sensing di effetti che oggi non riusciamo a vedere. Uno può immaginare un ambito medicale prima di tutto, quindi per esempio, attività cerebrali. Si può avere anche una localizzazione rispetto a quello che si ottiene oggi come precisione. Qui l'obiettivo fondamentale è avere delle performance oggi non accessibili e la scienza della tecnologia ci ha mostrato nel passato, che ogni qualvolta noi riusciamo a rivoluzionare la capacità di misurare le proprietà fisiche, questo ha un impatto in numerosi ambiti dal medicale, al civile, industriale. L'obiettivo adesso deve essere di avere un sistema che raggiunga degli standard. Parliamo dunque di focalizzazione sugli standard, sui costi, sulle performance del sistema. La computazione quantistica invece passa molto dall’immaginazione, perché prima parlavo di cifrare, ma noi già oggi non vediamo tanto come viene cifrata questa nostra conversazione su internet, per esempio. La computazione quantistica invece, è qualcosa che ci permette di essere più visionari, sognatori anche.
00:12:08 Cristiano Matricardi Abbiamo capito come i computer quantistici sono quella tecnologia che tra le tante è più lontana ad un utilizzo reale. Oggi sì, abbiamo piccoli prototipi di computer quantistici, ma nessuno che conosciamo è abbastanza grande da fare qualcosa di veramente utile, figuriamoci qualcosa di impressionante, come ad esempio decifrare la crittografia. Eppure, ciclicamente, in una lotta continua tra grandi aziende tecnologiche, irrompe quella che si chiama supremazia quantistica. Un termine tanto decisivo, quanto sfocato, indefinito.
00:12:57 Fabio Sciarrino Quando fu definito il concetto di quantum supremacy, l'obiettivo non era di risolvere un problema utile per la società o economicamente con un impatto, ma era una questione da una prospettiva computazionale pura, anche un problema inutile, ovvero senza una ricaduta sull'algoritmo che noi usiamo per esempio per ottimizzare il traffico aereo, ma l'obiettivo era andare a validare un gap tecnologico fra quello che all'approccio classico e l'approccio quantistico.
00:13:29 Cristiano Matricardi Capire la genesi di un termine ci permette anche di filtrare tutte quelle informazioni che ci sono intorno e anche quel rumore che si crea nello sviluppo di un quantum computer. Non vogliamo solamente che esso funzioni, ma che soprattutto riesca a risolvere dei problemi che adesso non possiamo risolvere. È da qui che si genera il termine mainstream, della quantum supremacy. Questo termine comunque non ha avuto vita facile, soprattutto all'interno della comunità scientifica che, riportando dei problemi etici, ha voluto cambiare il termine supremazia quantistica con vantaggio quantistico, ovvero quantum advantage, rispecchiando sempre lo stesso concetto. Tutto questo entra nello scatolone della terminologia, che si presta anche all'interpretazione da parte dei media della società, dei vari scienziati e anche per creare hype. Ecco quindi che per mitigare un clamore che potrebbe risultare ingiustificato, cerchiamo di capire a livello tecnologico che cosa significa vantaggio quantistico.
00:14:38 Fabio Sciarrino Noi dobbiamo prima validare una tecnologia che ha un potenziale non raggiungibile classicamente. Ed è questo che per me era l'obiettivo di questi esperimenti che si sono svolti tra 2019, 2021, 2022. Una volta che la nostra tecnologia raggiunge questa pietra miliare, possiamo guardare al passo successivo, ovvero andare verso un sistema che abbia implicazioni nel risolvere problemi utili tra virgolette. Per utili intendo ricerca in fisica delle particelle, ricerca di nuove molecole. La strada è ancora lunga per avere lo sviluppo di questa tecnologia, ma un aspetto fondamentale è che il confronto rigoroso con la controparte classica consente di avere una solidità scientifica verso lo sviluppo di un computer quantistico, che io considero una sfida per l'umanità. Avere un computer quantistico di taglia notevole, che si comporti in maniera puramente quantistica, capace di risolvere problemi non fattibili classicamente può essere considerato equivalente andare sulla Luna come metafora di sviluppo scientifico. Ma richiede una serie di check point formali e rigorosi.
00:15:59 Cristiano Matricardi Da questa puntata ci portiamo a casa degli insegnamenti importanti su come analizzare e come percepire le notizie che ci vengono dall'esterno, sul quantum computing. Abbiamo capito che oltre il quantum computing abbiamo tecnologie di sensoristica, di crittografia, come anche di comunicazioni che sono molto più avanzate a livello tecnologico e molto più vicine alle nostre vite reali di quanto noi potessimo pensare. Sappiamo ora che il termine quantum supremacy ha un significato puramente tecnologico, scientifico e che tutto quello che c'è intorno, tutta la mediatizzazione che c'è intorno, non ha niente a che vedere con il vero concetto per il quale il termine è stato coniato, ovvero la validazione del potenziale tecnologico per far avanzare la scienza in questo campo. Abbiamo anche capito che l'hype è inevitabile, soprattutto in temi così rivoluzionari come le tecnologie quantistiche, se non il quantum computing. Dobbiamo quindi essere coscienti di questo e cercare di analizzare quelle notizie che ci arrivano in modo razionale, cercando di non alimentare o sovralimentare delle notizie che hanno un basso fondamento scientifico. Ma allo stesso modo non frenare la narrativa che è dentro di noi, perché è da quella narrativa che nasce il futuro.
Qub.it è un podcast originale di Nature Italy, Scrittura e cura editoriale Cristiano Matricardi e Nicola Nosengo; Postproduzione e montaggio Cristiano Matricardi.