L'informatica quantistica è stata finora relegata a una sfera quasi mitologica. Eppure Microsoft ha da poco annunciato una rivoluzione che potrebbe riscrivere le regole del calcolo quantistico: il chip Majorana 1, il primo processore in grado di utilizzare qubit topologici, è una tecnologia che promette di superare una delle sfide più grandi dell'informatica quantistica. Grazie a una stabilità senza precedenti e a una riduzione degli errori, Majorana 1 potrebbe rendere il calcolo quantistico scalabile e pratico come mai prima d'ora. Ma cosa significa questo per il futuro dell'IT? E soprattutto, come cambierà il panorama della sicurezza informatica di fronte a questa nuova era di potenza computazionale?
La tecnologia del chip Majorana 1 cambia le regole del gioco
Uno dei principali problemi dei computer quantistici attuali è la fragilità dei qubit tradizionali: per funzionare correttamente, devono essere mantenuti in condizioni estremamente controllate, perché anche la minima interferenza esterna può alterarne lo stato e compromettere i calcoli. Per correggere questi errori, servono sistemi complessi che aumentano di molto la quantità di qubit necessari, rendendo difficile la realizzazione di computer quantistici realmente scalabili.
Microsoft ha affrontato questa sfida sviluppando i qubit topologici, una tecnologia che potrebbe di rendere i computer quantistici molto più stabili e affidabili. La chiave di questa innovazione sta nel modo in cui l’informazione quantistica viene immagazzinata: mentre i qubit tradizionali dipendono dallo stato quantistico di una singola particella, i qubit topologici distribuiscono l’informazione tra più particelle, rendendola molto più resistente alle perturbazioni esterne.
Per ottenere questo risultato, il chip Majorana 1 utilizza particolari eccitazioni quantistiche chiamate quasi-particelle di Majorana, che emergono in specifiche condizioni nei materiali superconduttori. Questo approccio permette di costruire qubit intrinsecamente più stabili, riducendo il bisogno di complessi sistemi di correzione degli errori e aprendo la strada a computer quantistici più potenti e scalabili.
Il processore Majorana 1 è stato realizzato utilizzando nanofili di arseniuro di indio (InAs) abbinati a un superconduttore di alluminio. Quando il sistema viene sottoposto a un campo magnetico preciso e portato a temperature prossime allo zero assoluto, i nanofili acquisiscono proprietà superconduttive e permettono la formazione delle quasi-particelle di Majorana, costitutive dei qubit topologici.
Per ora, Majorana 1 contiene solo 8 qubit, ma la sua architettura è progettata per essere altamente scalabile. In teoria, potrebbe permettere di raggiungere milioni di qubit su un unico chip, mentre le attuali architetture necessitano di intere stanze per gestire solo poche decine di qubit logici realmente funzionanti. Se questa tecnologia dimostrerà di poter funzionare anche su larga scala, potrebbe rappresentare un passo avanti luce verso l’era del calcolo quantistico pratico e commerciale.
La sicurezza informatica è pronta alla rivoluzione?
L’entusiasmo – come lo scetticismo – è tanto, ma tra i dilemmi più accesi quello della cybersecurity: il quantum computing rappresenta una minaccia per la sicurezza informatica e i dati sensibili. L’annuncio Microsoft accelera la necessità di aggiornare le misure di sicurezza attuali, riducendo inaspettatamente il tempo a disposizione per prepararci.
Oggi, gran parte delle tecniche crittografiche si basa sulla difficoltà di risolvere determinati problemi matematici con i computer classici, come la fattorizzazione dei numeri primi. Tuttavia, un computer quantistico abbastanza potente potrebbe abbattere queste barriere in tempi brevissimi, rendendo obsoleti gli algoritmi di crittografia utilizzati attualmente.
Per contrastare questi rischi, la comunità scientifica sta sviluppando soluzioni post-quantistiche nel tentativo di anticipare i tempi rispetto allo sviluppo della tecnologia. Tra queste, i Protocolli di crittografia Post-Quantistica (PQC) sono progettati per resistere all'intensa potenza di calcolo dei computer quantistici e, parallelamente, si sta perfezionando la Quantum Key Distribution (QKD), una tecnologia che sfrutta i principi della meccanica quantistica per permettere la trasmissione di chiavi crittografiche in modo sicuro e teoricamente inviolabile.
Con l'avvento di soluzioni come PQC e QKD, il panorama della sicurezza informatica sta cambiando rapidamente. Non si tratta più di un’eventualità remota e lontana: le organizzazioni devono agire ora per aggiornare i loro sistemi e difendersi efficacemente contro il rischio di attacchi quantistici, evitando di trovarsi vulnerabili quando la tecnologia diventerà operativa su larga scala.
Ma quanto tempo abbiamo?
Sebbene non sia l’unica azienda coinvolta nella corsa al quantum, Microsoft, con Majorana 1, sembra voler battere tutti sul tempo puntando su una tecnologia completamente differente, più scalabile e robusta. Se i qubit topologici dimostreranno il loro valore su larga scala, potrebbero garantire al colosso un vantaggio strategico decisivo nel settore.
Majorana 1 rappresenta solo il primo passo di una rivoluzione che potrebbe concretizzarsi nei prossimi anni. Gli esperti suggeriscono che potrebbero essere necessari 5-10 anni prima che queste tecnologie entrino nel mercato mainstream, contro i 10-20 preventivati prima dell’avvento di Majorana 1.
Non è più il momento di chiedersi se il quantum computing avrà un impatto, ma quando e come dovremo adattarci al cambiamento.
