Software per la modellizzazione di sistemi fisici e chimici e l'ottimizzazione. Questo il contributo dell'Università dell'Aquila alla realizzazione del primo computer quantistico a ioni intrappolati di uso generale in Italia. Un progetto all'avanguardia che permette ai ricercatori di sviluppare nuovi algoritmi e nuove applicazioni per queste tecnologie che saranno determinanti per il futuro della ricerca e dell'industria. Il computer a ioni fa parte del Quantum Computing and Simulation Center (Qcsc) dell'Università di Padova.
Univaq è partner del progetto insieme all'ateneo ospitante, l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, il Centro Italiano di Supercalcolo Cineca, Università di Pavia, l'Istituto di Trieste per la Teoria delle tecnologie quantistiche, il Quantum at Trento Laboratory (Q@NT) e le società Arakne e Neat.
"Si tratta di un'opportunità importante, in quanto in grado di intercettare un potenziale enorme", spiega Leonardo Guidoni, docente di Chimica Fisica al Dipartimento di Scienze Fisiche e Chimche (Dsfc) di Univaq. Il suo dipartimento si occupa di sviluppo di algoritmi misti classici e quantistici per lo studio e la modellizzazione di sistemi molecolari. Le potenziali applicazioni future della computazione quantistica interessano moltissimi campi tra i quali: la sicurezza informatica, l'ottimizzazione dei processi industriali e di logistica, lo studio di complessi sistemi biologici, l'intelligenza artificiale e l'apprendimento automatico, lo studio di nuovi materiali, lo sviluppo di farmaci, la medicina, lo sviluppo di modelli finanziari e, dunque, proprio la modellizzazione di sistemi fisici e chimici. "Una delle sfide - ha spiegato il professor Guidoni - è quella di contenere gli errori causati dal rumore di fondo, ossia da segnali imprevisti, anche per questo motivo, ad esempio, alcuni computer quantistici lavorano con temperature vicine allo zero Kelvin".
Per questo si sta implementando un sistema di codici di correzione nei quali più unità fisiche di informazione quantistica (chiamate qubit fisici), che genericamente sono instabili, formano un qubit logico, più stabile. Computer quantistici con caratteristiche di correzione automatica dell'errore porteranno quindi ad un ulteriore progresso negli algoritmi e nelle applicazioni, come quelle legate all'intelligenza artificiale.
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