Lo sviluppo di computer quantistici sta aprendo prospettive di calcolo finora inimmaginabili, promettendo di risolvere problemi ritenuti insormontabili per i calcolatori convenzionali, che spaziano dalla crittografia, alla farmacologia, fino allo studio delle proprietà fisiche e chimiche delle molecole e dei materiali. Tuttavia, i computer quantistici esistenti hanno ancora capacità di calcolo relativamente limitate. In questa fase di trasformazione tecnologica, si inserisce lo studio appena pubblicato su Science Advances, che mostra la possibilità di una alleanza inaspettata tra i metodi usati nel calcolo quantistico e in quello tradizionale.
Il gruppo di ricerca, formato da Cristian Micheletti e Francesco Slongo della SISSA di Trieste, Philip Hauke dell’Università di Trento e Pietro Faccioli dell’Università di Milano-Bicocca ha utilizzato un approccio matematico chiamato QUBO (da “Quadratic Unconstraint Binary Optimization”) che permette di sfruttare al massimo le caratteristiche di alcuni computer quantistici, chiamati “quantum annealers”.
Il nuovo studio ha sfruttato l’approccio QUBO per simulare in un modo radicalmente nuovo miscele dense di polimeri, sistemi fisici complessi che giocano un ruolo chiave sia in biologia che in scienze di materiali. Il risultato? Facendo ricorso ai computer quantistici si è riscontrato un aumento delle prestazioni di calcolo rispetto alle tecniche tradizionali, fornendo un importante esempio del grande potenziale futuro di queste nuove tecnologie. Tuttavia, l’approccio QUBO si e’ rivelato particolarmente efficace anche sui computer tradizionali, permettendo ai ricercatori di scoprire delle sorprendenti proprietà di queste miscele polimeriche.
Le implicazioni possono essere di vasta portata visto che l’approccio utilizzato nello studio è naturalmente predisposto per essere trasferito a molti altri sistemi molecolari. (Immagine di Cristian Micheletti via Adobe Firefly)