Quantum Computing and quantum supercomputer symbol as computers of the future as a 3D illustration.
La continua evoluzione della tecnologia ci sorprende costantemente, e ancora una volta assistiamo a un risultato straordinario che inizialmente sembrava impossibile. Infatti, il computer quantistico ha dimostrato di superare il suo omologo tradizionale nell’analisi di un problema concreto, come la rilevazione di attacchi informatici nel traffico internet. Questo successo è il frutto di una ricerca congiunta condotta dall’Università Statale di Milano in collaborazione con il Politecnico di Milano. Esamineremo le distinzioni fondamentali tra un computer quantistico e uno tradizionale, e analizzeremo le implicazioni di questo studio per l’ambito tecnologico.
Un computer quantistico sfrutta i principi della meccanica quantistica per elaborare informazioni in modo rivoluzionario. A differenza dei computer tradizionali che utilizzano bit binari (0 o 1), il computer quantistico impiega qubits, che possono rappresentare simultaneamente 0, 1 o entrambi, grazie al fenomeno della sovrapposizione quantistica. Tuttavia, è importante notare che i qubits sono altamente sensibili alle misurazioni, il che significa che il processo di misurazione può influenzarne lo stato.
Un’altra distinzione cruciale è l’abilità dei computer quantistici di eseguire una vasta quantità di operazioni simultaneamente grazie alla sovrapposizione quantistica, consentendo la risoluzione di complessi problemi in tempi notevolmente inferiori rispetto ai computer classici.
Per quanto riguarda gli algoritmi, i computer quantistici eccellono in specifiche categorie di problemi, come la fattorizzazione di numeri grandi, mentre per altre operazioni i computer classici mantengono un vantaggio in termini di efficienza. In sintesi, i computer quantistici offrono un potenziale straordinario per risolvere problemi specifici con una velocità sorprendente rispetto ai computer tradizionali. Tuttavia, è importante notare che sono ancora in una fase di sviluppo e non sostituiranno completamente i computer tradizionali nel prossimo futuro.
La ricerca, recentemente pubblicata su Nature Communication Physics, rappresenta il frutto della collaborazione tra l’Università Statale di Milano e il Politecnico di Milano. Questo studio indica che l’apprendimento automatico quantistico potrebbe rivoluzionare l’approccio tradizionale all’apprendimento automatico, rendendo possibile affrontare compiti computazionalmente impegnativi. Il team di ricerca ha concluso che il computer quantistico supera in performance il suo equivalente tradizionale. Nello specifico, è stato impiegato un computer quantistico canadese D-Wave Advantage, con 5.000 qubit, in combinazione con l’ausilio dell’intelligenza artificiale. Questa sinergia ha consentito una rilevazione più rapida degli attacchi informatici.
Per raggiungere tale risultato, il metodo di apprendimento è stato applicato a database reali di traffico internet, quelli stessi utilizzati per addestrare i sistemi di sicurezza dati di giganti come Microsoft e Amazon, nonché dalle istituzioni governative. L’analisi ottenuta è conosciuta come anomaly detection perché, tra milioni di pacchetti dati, è in grado di individuare quelli che mostrano anomalie, fornendo così un’indicazione dei possibili attacchi informatici.
L’impiego di un computer quantistico, come ad esempio quello di provenienza canadese, ha dimostrato un potenziale significativo nell’incremento delle prestazioni e nella notevole riduzione dei tempi di calcolo, inclusi il periodo di training e l’elaborazione stessa. La diminuzione del tempo necessario per l’addestramento è di vitale importanza in ogni ambito in cui il modello richiede una periodica riqualificazione per adattarsi a contesti in continuo mutamento. Parallelamente, il restringimento dei tempi di interrogazione si rivela cruciale in applicazioni che traggono vantaggio da risposte istantanee, come nel rilevamento di anomalie.
Questa sinergia tra l’hardware quantistico e l’intelligenza artificiale ha consentito un utilizzo più efficiente delle risorse, rendendo possibile l’analisi di database realistici, quali quelli impiegati nel campo della sicurezza informatica. Lo studio ha rivelato una sorprendente efficienza, con il computer quantistico capace di essere fino a 64 volte più veloce rispetto a un sistema tradizionale.