“Fisica quantistica, tecnologie e intelligence” è il titolo della lezione di Enrico Prati, professore di fisica quantistica all’Università Statale degli Studi di Milano, al Master in intelligence dell’Università della Calabria, diretto da Mario Caligiuri.
Prati ha analizzato le peculiarità delle tecnologie quantistiche e l’impatto sul mondo della sicurezza. Ha iniziato la lezione da una prospettiva storica. La fisica quantistica è stata scoperta circa 100 anni fa e se ne parla oggi perché tra teoria e pratica, a volte, è necessario un tempo di sviluppo molto lungo. Le tecnologie quantistiche si sono sviluppate conseguentemente alla tendenza, emersa negli ultimi 30 anni, di miniaturizzare sempre di più gli oggetti sino al punto di manipolare singoli atomi, molecole ed elettroni. Si è quindi soffermato sul funzionamento di questa tecnologia indicando, in particolare, tre famiglie che corrispondono al calcolo quantistico: i sensori quantistici, la comunicazione quantistica e i computer quantistici. I sensori acquisiscono l’informazione e la trasportano da un luogo ad un altro, consentendone l’elaborazione ai computer.
Questo sistema ricorda l’attività di intelligence che viene altresì svolta attraverso acquisizione ed elaborazione di informazioni. È da precisare che gli strumenti quantistici sono molto fragili e perciò è necessario che questi tre ambiti si sviluppino allo stato quantistico, poiché non è possibile scindere le tre fasi: per esempio acquisendo le informazioni e salvarle da qualche parte prima di elaborarle. E qui Prati mette in luce un collegamento tra intelligence e fisica quantistica, affermando che è fondamentale nel processo quantistico che l’informazione, dopo essere stata acquisita, venga trasportata in modo tale che risulti certificata e secretata, per poi essere elaborata. Da un punto di vista della sicurezza questa nuova tecnologia ha dato luogo ad interessi da parte di più soggetti, come le agenzie di sicurezza. Ciò in quanto, a causa della potenza di questi calcolatori, è necessario proteggere molto di più le informazioni e i dati. Successivamente il docente ha analizzato nel dettaglio i computer quantistici. Innanzitutto ha evidenziato che a livello hardware ci sono macroscopiche differenze con gli altri strumenti tecnologici di cui oggi disponiamo, come computer classici e smartphone, che utilizzano un processore composto da una tecnologia basata sul silicio. Nel campo dei computer quantici la peculiarità è che ci sono diverse tecnologie in concorrenza tra di loro basate su fotoni, superconduttori, atomi neutri ed altro, e non è chiaro quale prevarrà tra queste.
Tali computer hanno la caratteristica della codifica direttamente nello stato quantistico e ciò ha portato, per questa tecnologia, a un mutamento del metodo utilizzato. Infatti non si utilizza il bit tradizionale da 0 a 1 ma il qubit che è molto più potente e consente di risolvere problemi importanti. Decisiva è la differenza tra qubit fisici e logici: i qubit fisici sono il numero totale mentre quelli logici rappresentano il numero effettivamente utilizzato. In definitiva, per far sopravvivere un qubit logico bisogna sprecarne un certo numero. Potrà succedere che all’interno ad un computer di 1000 qubit quelli logici saranno presumibilmente tra uno e venti. Il docente ha quindi introdotto il tema del blind quantum computing che consente di nascondere i dati dopo aver utilizzato un quantum computer. Pertanto, tranne i casi in cui il computer è stato acquistato, sorgerebbe altrimenti il problema della riservatezza dei dati. Secondo Prati la tecnologia quantistica va analizzata insieme ad un’altra tecnologia, oggi fortemente in via di sviluppo, ovvero l’intelligenza artificiale. La relazione che intercorre tra queste tecnologie è molto forte, si parla addirittura di quantum machine learning, per definire l’intervento quantico nei processi di apprendimento dell’IA. Per esempio c’è il quantum supervised learning, il quantum unsupervised learning e il quantum reinforcement Learning.
Infine, Prati ha approfondito il tema attualissimo delle relazioni tra tecnologie quantistiche e spazio, ambito in cui l’Italia può svolgere un ruolo significativo.
