Il Totalförsvarets forskningsinstitut (FOI), l'Istituto svedese di ricerca per la difesa totale, ha pubblicato il rapporto "Calcoli quantistici per problemi di ottimizzazione: Un'introduzione con focus sulle applicazioni per la difesa", redatto su incarico del Ministero della Difesa svedese. Il rapporto descrive come gli algoritmi quantistici possano essere utilizzati per risolvere problemi di ottimizzazione nell'ambito della difesa.
Il rapporto è stato scritto da Charlotta Bengtson, ricercatrice senior presso la divisione Armi, protezione e sicurezza del FOI, e da Johan Nilsson, ricercatore senior presso la divisione Tecnologia della difesa. Secondo il comunicato stampa del FOI, i ricercatori esaminano come gli algoritmi quantistici possano essere applicati a problemi quali l'allocazione delle risorse e la logistica.
"I problemi di ottimizzazione sono molto frequenti nei calcoli per la difesa, in particolare per quanto riguarda l'allocazione delle risorse e i problemi logistici. Si tratta di un'ampia classe di problemi, che è stata al contempo identificata come una classe per la quale i computer quantistici attuali potrebbero rivelarsi efficaci", afferma Charlotta Bengtson nel comunicato stampa.
Secondo il FOI, i computer quantistici si distinguono dai computer classici in quanto utilizzano qubit (bit quantistici) al posto dei bit ordinari. Grazie al principio della sovrapposizione, un qubit può esistere contemporaneamente in entrambi i valori zero e uno, consentendo a un computer quantistico di elaborare più possibilità in parallelo. Un altro principio fondamentale è quello dell'interferenza, in cui i qubit si comportano come onde che possono amplificarsi o annullarsi a vicenda, un fenomeno sfruttato per aumentare l'efficienza dei calcoli.
L'attuale generazione di computer quantistici è denominata NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum, ovvero computer quantistici rumorosi su scala intermedia). Questi sistemi sono privi di una correzione degli errori completa, il che ne limita l'utilizzabilità.
"Commettono spesso errori e in quel caso le possibilità di utilizzo sono limitate", afferma Johan Nilsson nel comunicato stampa.
Charlotta Bengtson sottolinea che i calcoli quantistici in ambito difensivo possono fornire soluzioni più rapide a problemi critici dal punto di vista temporale, e traccia un parallelismo con il settore aeronautico, dove una soluzione quasi ottimale ottenuta rapidamente può essere preferibile a una soluzione perfetta che richiede tempi di calcolo molto lunghi.
I ricercatori osservano che i computer classici si sviluppano parallelamente ai computer quantistici, e che una combinazione di computer classici, intelligenza artificiale e computer quantistici sarà probabilmente la soluzione migliore per i problemi di ottimizzazione in futuro.
"Per molti problemi è ancora preferibile utilizzare metodi classici", afferma Charlotta Bengtson.