Informatica quantistica: Volkswagen e Google uniscono le forze

13.12.2017
Informatica quantistica: Volkswagen e Google uniscono le forze

I computer quantistici sono supercomputer ad alte prestazioni che funzionano in modo completamente diverso da quelli convenzionali. Il Gruppo Volkswagen e Google hanno avviato un’importante partnership di ricerca in questo settore. Martin Hofmann, Responsabile IT del Gruppo Volkswagen, e Hartmut Neven, Direttore Sviluppo del Google Quantum Artificial Intelligence Laboratory, spiegano gli scenari di questa collaborazione.

Qual � l�obiettivo della partnership fra il Gruppo Volkswagen e Google?

Hofmann: I computer quantistici hanno un enorme potenziale e possono essere utilizzati per una vasta gamma di attività e compiti impegnativi, che possono includere nuove soluzioni di mobilità per i nostri Clienti oppure applicazioni completamente differenti all’interno dell’Azienda. Fino a poco tempo fa era impossibile pensare in questi termini. Ora vogliamo cogliere questa opportunità ed essere una delle prime aziende a utilizzare l’informatica quantistica per attività di business pratiche. Insieme a Google, stiamo portando avanti la ricerca applicata. 

Neven: Google ha già un computer quantistico ad alte prestazioni e il software necessario. Sappiamo che i computer sono eccezionali nell’eseguire compiti di calcolo ben definiti, ma finora certi standard sono stati raggiunti nell’ambito della matematica astratta. Insieme al Gruppo Volkswagen, vogliamo identificare quali siano le applicazioni pratiche che un computer quantistico può eseguire meglio di uno convenzionale.

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Hartmut Neven (a sinistra) di Google e Martin Hofmann, Gruppo Volkswagen

Come funziona un computer quantistico?

Neven: I computer quantistici si basano sui principi della meccanica quantistica e sono progettati diversamente dai computer che utilizziamo ogni giorno. In un computer convenzionale, la memoria consiste di bit, che in informatica è la più piccola unità di informazione. Ogni bit può essere o uno zero, o un uno. L’informatica quantistica si basa invece su un bit quantistico, o qubit. Un qubit può essere uno zero, un uno o entrambi allo stesso tempo. Di conseguenza la potenza di calcolo aumenta esponenzialmente, perché un computer quantistico può eseguire simultaneamente tutti i passaggi di calcolo in tutti gli stati. 

Hofmann: La differenza di velocità è incredibile: un computer quantistico può svolgere in pochi secondi le attività di calcolo che il supercomputer convenzionale più veloce del mondo completerebbe in oltre un anno. Ciò non significa che i computer quantistici siano in sé superiori ai computer convenzionali. Ma possono eseguire molti compiti complessi assai più velocemente, oppure  far sì che questi compiti vengano svolti per primi.

In quali campi intendete usare i computer quantistici?

Hofmann: un punto focale della nostra partnership sarà l'ottimizzazione del traffico con l'aiuto dell'informatica quantistica. Per questo lavoro attingeremo ai risultati del nostro primo progetto di ricerca, realizzato a Pechino su 10.000 taxi. I nostri esperti IT ora intendono ampliare le loro competenze specifiche e sviluppare algoritmi sperimentali che prenderanno in considerazione una serie di fattori, compresi i modi per ridurre i tempi di spostamento. Stiamo parlando sia di soluzioni per la mobilità individuale, sia per chi pianifica il traffico urbano.

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Potete farci qualche esempio?

Hofmann: un possibile utilizzo sarebbe fornire agli automobilisti l'ubicazione delle stazioni di ricarica elettrica o dei parcheggi disponibili. Un altro uso potenziale prevedrebbe di integrare nella pianificazione di un percorso i sistemi di gestione del traffico urbano, la situazione del trasporto pubblico o le condizioni meteo. Con questo approccio le città potrebbero gestire il traffico legato ai grandi eventi o ai cantieri in modo più efficiente e prevenire gli ingorghi. In un altro progetto faremo simulazioni sulle strutture dei materiali, in particolare su quelli utilizzati per le batterie ad alte prestazioni destinate ai veicoli elettrici. 

Neven: È un progetto davvero entusiasmante e vi spiego perché: quando un architetto progetta una edificio, oggi può rapidamente simulare sul computer una serie di opzioni e mostrarle al Cliente direttamente sul monitor. Ma se si tratta di sviluppare batterie per veicoli elettrici, oggi non ci sono opzioni di simulazione già disponibili. Noi vogliamo cambiare proprio questo aspetto e, se avremo successo, il processo di sviluppo decollerà perché i miglioramenti potranno essere simulati all’istante con il computer.

Come misurerete il successo di questa collaborazione?

Neven: Vogliamo trovare il maggior numero possibile di aree di applicazione per l’informatica quantistica ed elaborare soluzioni migliori rispetto a quelle che si avrebbero con metodi convenzionali. Questa è la nostra area di sperimentazione e credo davvero che l’informatica quantistica abbia un potenziale straordinario. 

Hofmann: Abbiamo molti anni di esperienza nella realizzazione di algoritmi specifici per le necessità del settore automobilistico. Un anno fa siamo diventati il primo Costruttore a esplorare le opportunità create dall'informatica quantistica. Attraverso la partnership con Google intendiamo ampliare le nostre competenze. E non vediamo l'ora di farlo.

Fonte: Volkswagen AG

 

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Hartmut Neven, Direttore Sviluppo del Google Quantum Artificial Intelligence Laboratory