In occasione della Giornata Mondiale dei Quanti, Google ha evidenziato tre significativi progressi che il calcolo quantistico è pronto a introdurre nei prossimi decenni. A fare da sfondo a questa discussione, Microsoft ha recentemente presentato il suo ultimo chip quantistico, denominato Majorana 1. Una recente analisi editoriale suggerisce che numerose aziende stanno orientando i propri sforzi verso il raggiungimento di un calcolo quantistico pratico entro la metà degli anni ’30.
Rivoluzionare la scoperta dei farmaci
Uno dei principali vantaggi attesi dal calcolo quantistico è il miglioramento della scoperta di nuovi farmaci. Questa tecnologia innovativa promette di trasformare il panorama farmaceutico consentendo ai ricercatori di condurre simulazioni dettagliate di vari farmaci candidati rispetto ai loro bersagli biologici e ad altre strutture molecolari. Si prevede che tali capacità porteranno allo sviluppo di farmaci più efficaci.
In collaborazione con Boehringer Ingelheim, Google ha pubblicato uno studio che dimostra come i computer quantistici possano simulare con elevata precisione il comportamento del citocromo P450, un enzima essenziale coinvolto nel metabolismo dei farmaci. Questo progresso potrebbe migliorare notevolmente l’efficacia dei farmaci nelle applicazioni cliniche.
Tecnologia avanzata delle batterie
Un’altra promettente applicazione del calcolo quantistico riguarda lo sviluppo delle batterie. Con la spinta globale verso opzioni di trasporto più pulite, come i veicoli elettrici e le reti energetiche potenziate, la domanda di soluzioni di accumulo di energia efficienti non è mai stata così elevata. Si prevede che i computer quantistici svolgeranno un ruolo fondamentale nella scoperta e nella progettazione di nuovi materiali per le batterie.
In collaborazione con BASF, Google sta studiando come l’informatica quantistica possa facilitare la simulazione dell’ossido di litio e nichel (LNO). La produzione di LNO è attualmente complessa e ostacola i progressi nella tecnologia delle batterie. Migliorando il processo di produzione dell’LNO, che vanta un impatto ambientale ridotto rispetto al tradizionale ossido di litio e cobalto, potremmo assistere a una riduzione significativa dell’impatto ecologico della produzione di batterie.
Sbloccare il potenziale dell’energia da fusione
Infine, Google sottolinea che il calcolo quantistico potrebbe avere un impatto trasformativo sulla produzione di energia, in particolare per quanto riguarda la produzione di energia da fusione. Sebbene le attuali fonti di energia rinnovabile come il sole e l’eolico siano preziose, lo sfruttamento dell’energia da fusione rappresenta la prossima frontiera. Sebbene la tecnologia per i reattori a fusione sia ancora in fase di sviluppo, si prevede che i computer quantistici contribuiranno alla loro progettazione e ottimizzazione.
Gli attuali modelli di simulazione per le reazioni di fusione sono notoriamente dispendiosi in termini di risorse e richiedono miliardi di ore di CPU per produrre risultati. Google, in collaborazione con i Sandia National Laboratories, ha indicato che gli algoritmi quantistici eseguiti su sistemi fault-tolerant potrebbero semplificare queste simulazioni, rendendo possibile ottenere reazioni di fusione sostenute con maggiore efficienza.
L’integrazione di modelli scientifici basati sull’intelligenza artificiale ha già accelerato la scoperta di farmaci e materiali. La sinergia di questi modelli con l’informatica quantistica accelererà probabilmente ulteriormente il ritmo delle scoperte scientifiche. Auguro a tutti una gioiosa Giornata Mondiale Quantistica!
Fonte: Google
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