I fisici quantistici abbracciano l’incertezza. Dopotutto, uno dei principi fondamentali del settore lo è Principio di indeterminazione di Werner Heisenberg affermando che non possiamo conoscere con precisione sia la posizione che la velocità di una particella. Al contrario, i governi, le aziende e gli investitori tendono a odiare le cose che non capiscono. E un’enorme incertezza vortica attorno agli ultimi tentativi di costruire potenti computer quantistici.
Il calcolo quantistico riscriverà le regole del calcolo, della crittografia, della logistica e della scienza dei materiali, come sostengono entusiasti sostenitori? O ci stiamo dirigendo verso un “inverno quantico”, in cui le diaboliche difficoltà di costruire un computer quantistico funzionale portano a un crollo della fiducia?
Questa prima domanda è riemersa in seguito alla recente pubblicazione di un documento di ricerca cinese che delinea un modo teorico per decifrare la forma più comune di crittografia online combinando le tecniche di calcolo quantistico e classico esistenti. Se dimostrato, questo sarebbe roba da incubi per la sicurezza, accelerando l’arrivo del cosiddetto Q-day, quando gli utenti potrebbero “rompere Internet”.
I crittografi hanno da tempo compreso il rischio, ma pensavano che ci sarebbe voluto un enorme salto nella capacità di calcolo quantistico prima che si materializzasse. Il metodo di crittografia RSA standard, utilizzato dalla maggior parte delle banche, dei governi e delle società Internet, si basa sul fatto che mentre è facile moltiplicare due grandi numeri primi, è difficile invertire il processo e dedurre i numeri originali. Tuttavia, nel 1994 il matematico Peter Shor scrisse un algoritmo che mostrava come ciò potesse teoricamente essere fatto su un computer quantistico, anche se allora non ne esisteva uno.
Il presupposto era che un computer quantistico avrebbe avuto bisogno di milioni di bit quantistici, o qubit, per essere abbastanza affidabile da violare la crittografia RSA. Anche nello scenario più ottimistico, quello appare tra un decennio. Il computer quantistico più potente che sia stato svelato pubblicamente – Osprey di IBM – ha solo 433 qubit. E le difficoltà di ridimensionamento rimangono scoraggianti. Un ricercatore cinese ha paragonato la sfida a allineare i gattini; non appena ne hai messo uno a posto, gli altri se ne vanno.
La novità dell’approccio cinese è che combina le nascenti capacità di calcolo quantistico con un algoritmo di fattorizzazione, scritto da un altro matematico, Claus Schnorr, per un computer classico. I ricercatori hanno calcolato che questo potrebbe funzionare su un computer quantistico con solo 372 qubit.
Gli esperti occidentali affermano che questo approccio potrebbe avvicinare il Q-day. Ma anche gli autori dell’articolo non sanno se la metodologia potrebbe essere ampliata, né quanto tempo ci vorrebbe. “È del tutto possibile che questo algoritmo possa funzionare sulla carta, ma richiederebbe così tanto tempo per funzionare in pratica che potrebbe non essere un’accelerazione molto utile”, afferma Tim Spiller, direttore del Quantum Communications Hub della Gran Bretagna.
Anche così, il documento cinese fungerà da sprone per il National Institute of Standards and Technology degli Stati Uniti, che dal 2016 sollecita e rivede molteplici tecniche per garantire la crittografia post-quantistica. Ci sono stati tentativi paralleli di costruire reti di informazioni quantistiche sicure, che sono già in esecuzione in forma sperimentale. Il consiglio degli esperti alle aziende è: non fatevi prendere dal panico, passate agli standard di crittografia approvati dal NIST ogni volta che vengono adottati ed evitate i commercianti di olio di serpente che offrono soluzioni rapide.
L’ultimo sviluppo arriva mentre aumentano i dubbi sul fatto che i ricercatori possano mai sviluppare computer quantistici sufficientemente robusti per mantenere le loro promesse più stravaganti. Un eloquente scettico è Sabine Hossenfelder, il fisico teorico tedesco e YouTuber impassibile, che sostiene che l’informatica quantistica è stata ipervenduta e che sta arrivando un “inverno quantistico”. “Non cambierà il mondo, avrà al massimo alcune applicazioni di nicchia e ci vorrà molto più tempo di quanto molte start-up vogliano farti credere”, dice nel suo ultimo video.
Eppure gli approcci ibridi potrebbero accelerare gli usi pratici del calcolo quantistico. Anche i computer quantistici rudimentali possono aiutare a fare cose che i computer classici non possono fare da soli, come l’ottimizzazione delle operazioni logistiche e l’arricchimento degli strumenti di apprendimento automatico. “Le persone stanno già utilizzando dispositivi quantistici a breve termine per tali scopi commerciali”, afferma Josh Nunn, direttore scientifico della start-up Orca Computing.
L’unica certezza è che il futuro dell’industria dell’informatica quantistica rimarrà incerto, utile e inutile allo stesso tempo, come ha commentato un lettore di FT. Rimane una scommessa di investimento altamente asimmetrica. Come dicono i venture capitalist, puoi perdere solo il 100% dei tuoi soldi, ma a volte quando vinci, puoi vincere 100 volte.