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Informatica quantistica: un futuro alleato chiave per tutti i settori

Informatica quantistica: un futuro alleato chiave per tutti i settori

Il futuro della tecnologia è il calcolo quantistico. Un computer quantistico è capace di utilizzare un modello di computazione non classico, il quale permette di ampliare la potenza di calcolo esponenzialmente. I risvolti di questo nuovo genere di tecnologie sono davvero interessanti, come vedremo in questo articolo.
I computer quantistici (che usano qubit – ovvero bit che possono esistere in più stati, e non solo in valori binari 1 e 0) sono esponenzialmente più potenti dei più avanzati supercomputer moderni. L’implicazione è che i computer quantistici potrebbero “portare a nuove scoperte scientifiche, progressi medici e strategie finanziarie. Gli algoritmi potrebbero anche dirigere rapidamente servizi di emergenza come le ambulanze”, afferma un rapporto di collaborazione tra The European Sting e il World Economic Forum.

Informatica quantistica e affari

Nel mondo degli affari, l’applicazione delle tecnologie quantistiche migliora l’ottimizzazione dei processi: risoluzione di problemi aziendali difficili, riconfigurazione di processi complessi e comprensione delle correlazioni tra set di dati apparentemente disparati.
Lo scopo principale dell’informatica quantistica è quello di eseguire operazioni computazionalmente costose in un lasso di tempo molto breve, accelerando così le prestazioni aziendali.
Il calcolo quantistico è in grado di ottimizzare i processi aziendali, massimizzando i rapporti costi/benefici, le attività finanziarie, la logistica e la gestione della forza lavoro. Una velocità superiore di computazione porta con sé guadagni finanziari immediati. Molte aziende stanno già utilizzando (o pianificando di utilizzare) algoritmi di ottimizzazione quantistici. È dimostrato infatti che un approccio quantistico può dare risultati migliori rispetto alle tecniche di ottimizzazione già esistenti.

Informatica quantistica e dati

La velocità e la potenza computazionale sono componenti chiave quando si lavora con i dati. L’uso di hardware super-veloci, come unità di elaborazione e grafica quantistiche migliora le prestazioni durante operazioni che richiedono un’elevata potenza di calcolo. Settori come la logistica, la finanza e la produzione possono trarre notevoli benefici da questo approccio. Man mano che la tecnologia matura, la prospettiva del calcolo quantistico di essere a completa disposizione delle imprese (la cosiddetta supremazia quantistica) sembra avvicinarsi.

Calcolo quantistico per l’ottimizzazione finanziaria

Il calcolo quantistico viene utilizzato per l’ottimizzazione anche nel regno della finanza. Grazie a degli algoritmi quantistici gli istituti di credito possono ottimizzare i costi collaterali, tenendo conto delle non linearità nel modello utilizzato e implementando uno strumento di ottimizzazione basato sulla simulazione. In tal modo si possono prevedere tutti i possibili scenari in tempi minimi.

Logistica con tecnologie quantistiche: consegna e ottimizzazione della forza lavoro

Un’altra area chiave è il mondo della consegna delle merci e della gestione della forza lavoro. L’identificazione del percorso ottimale per la consegna di merci o per operazioni in cui si impiega forza lavoro è un processo complesso, a causa dell’elevato numero di variabili che entrano in gioco.

Un algoritmo quantistico, può dare risultati di gran lunga migliori di quelli ottenuti utilizzando tecniche tradizionali. Le soluzioni quantistiche consentono di perfezionare continuamente i modelli, migliorando il realismo e la qualità delle soluzioni; possono aiutare a prevedere finestre di consegna più strette, e tutto senza incidere massivamente sui tempi di calcolo.

Informatica quantistica per le telecomunicazioni

Anche il settore delle telecomunicazioni ha avviato con successo prove di calcolo quantistico. Il calcolo quantistico può ottimizzare la pianificazione delle celle radio, implementando un algoritmo per la pianificazione dei parametri di rete 4.5G e 5G: può apportare un’ottimizzazione dei processi, rendendoli 10 volte più rapidi rispetto ai tradizionali.

Informatica quantistica e l’applicazione nel mondo dei trasporti

Un altro importante scenario è la sperimentazione di tecnologie quantistiche nel trasporto ferroviario. Prendiamo ad esempio una stazione ferroviaria che gestisce l’arrivo di 300 treni su 20 linee nell’arco di un’ora: immaginate una soluzione che può identificare la migliore linea di arrivo, ottimizzare i percorsi-passeggeri e gestire operazioni come la manutenzione e il movimento dei treni.
Una soluzione simile risolverebbe molte sfide logistiche. In questo caso specifico, ottimizzare significa essere in grado di accogliere più treni, garantire più viaggi e quindi aumentare le entrate.

Cyber-security nell’era dei quanti

L’avanzatissima tecnologia quantistica può però essere un’arma a doppio taglio. Siamo pronti a utilizzare tecnologie simili? Forse la strada migliore è quella di prefigurare anche meccanismi di difesa.
Un esempio valido di come l’informatica quantistica può influenzare la cyber-security è la crittografia:
La sicurezza informatica non solo utilizza la crittografia, ma è costruita su di essa. Gli algoritmi crittografici sono usati per costruire livelli di sicurezza. Il loro design si basa fortemente sulla matematica classica.  I cambiamenti del mondo quantistico rappresentano quindi un capovolgimento per la crittografia. Se davvero i computer quantici verranno implementati nel futuro, bisogna ripensare completamente come affrontare la sicurezza informatica. Come in ogni sfida, i crittografi stanno già studiando possibili approcci per contrastare la minaccia del calcolo quantistico.
Non ci resta che aspettare!