I Qubit Quantistici Sono Sopravvalutati? Il Dibattito della Fisica Razionale

I computer quantistici sono sia il segmento più promettente sia il più confuso dell’innovazione informatica. Da un lato, i computer quantistici promettono di eseguire calcoli che altrimenti sarebbero assolutamente impossibili, e a volte sembrano infrangere ogni regola e limitazione dei computer tradizionali.

D’altra parte, sono estremamente difficili da costruire e da scalare la loro potenza di calcolo a livelli utili. Inoltre, c’è ancora molto che non comprendiamo della fisica quantistica, lasciando il concetto di computer quantistici vulnerabile a sorprese inaspettate. Per esempio, una teoria adeguata della gravità quantistica è rimasta sfuggente per decenni, potenzialmente indicando un difetto profondo nella nostra comprensione della meccanica quantistica.

Quest’ultima idea di limitazione fondamentale derivante dalla stessa fisica quantistica è stata recentemente approfondita da Tim Palmer, ricercatore dell’Università di Oxford, noto soprattutto per il suo lavoro sulla teoria del caos e sul clima.

Ritiene che le proprietà matematiche fondamentali dello spazio quantistico possano limitare intrinsecamente le reali capacità dei computer quantistici, molto più di quanto si pensasse in precedenza.

Ha pubblicato il suo studio sulla prestigiosa rivista scientifica PNAS¹, con il titolo “Meccanica quantistica razionale: Testare la teoria quantistica con i computer quantistici”.

Comprendere il clamore: Come funzionano i computer quantistici?

La parte fondamentale è che, invece dei bit “discreti” con valori 1 e 0 come un computer normale, i qubit dei computer quantistici mostrano sovrapposizione quantistica e intreccio.

In termini semplificati, ciò significa che ogni qubit può intrinsecamente memorizzare informazioni più complesse simultaneamente, rendendo più facili i calcoli con matrici matematiche complesse.

Quindi, per un set di dati complesso con molti valori possibili per ogni punto dati, come i valori di spin di elettroni o atomi in un chip o in un elettrodo di batteria, i computer quantistici possono gestire la crescente complessità, con ogni qubit aggiunto che aumenta esponenzialmente la capacità.

Al contrario, un computer normale aggiunge una nuova capacità alla volta, un nuovo bit alla volta, quindi un calcolo che diventa esponenzialmente più complesso ogni volta che si aggiunge un nuovo punto dati diventa rapidamente ingestibile, con la complessità in rapida crescita che sovrasta la capacità anche del miglior supercomputer tradizionale.

Almeno questa è la teoria, supportata dai concetti tradizionali su come funziona la fisica quantistica classica. Ma il Prof. Palmer sostiene che non sia così.

Meccanica quantistica vs. Fisica quantistica razionale (RaQM)

Cos’è lo spazio di Hilbert? Il quadro del potere quantistico

I concetti “mainstream” della fisica quantistica sono generalmente raggruppati sotto il termine “meccanica quantistica” (QM) e descrivono i fenomeni complessi, spesso controintuitivi, che avvengono a scala quantistica.

Un elemento chiave rilevante per i computer quantistici è l’idea di spazio di Hilbert. Questo concetto espande lo spazio familiare 2D o 3D a un numero qualsiasi di dimensioni e crea il quadro matematico su cui è costruita la maggior parte della fisica quantistica.

“Lo spazio di Hilbert è un concetto matematico nella geometria lineare che definisce uno spazio a dimensioni infinite. In altre parole, prende concetti geometrici limitati a spazi bidimensionali e tridimensionali e li espande affinché possano essere usati con un numero infinito di dimensioni.”

Poiché è uno strumento così fondamentale della fisica quantistica, è raramente messo in discussione. Ed è certamente un’idea “vera” in generale, poiché ha reso possibili la maggior parte delle previsioni della fisica quantistica confermate sperimentalmente.

“Gli spazi di Hilbert sono fondamentali in campi come la meccanica quantistica, dove forniscono il quadro matematico per comprendere il comportamento delle particelle a scala microscopica. Ciò include applicazioni nella risoluzione di equazioni complesse come l’equazione di Schrödinger, che descrive come i sistemi quantistici evolvono nel tempo.”

nella sua interpretazione classica, il numero di dimensioni in uno spazio di Hilbert cresce esponenzialmente con il numero di qubit utilizzati da un computer quantistico. Questa interpretazione dipende interamente dalla natura continua dello spazio di Hilbert, che è l’idea che il Prof. Palmer sta mettendo in discussione.

Fisica quantistica razionale: Sfida al continuum

La teoria pubblicata dal fisico di Oxford contesta che lo spazio di Hilbert agisca realmente in quel modo, e sottolinea l’inesorabilità della gravità quantistica come indicazione che ciò possa essere vero. Egli chiama la sua teoria “meccanica quantistica razionale” (RaQM).

“Introduciamo una teoria della fisica quantistica basata sull’idea che la natura continua dello spazio di stato della meccanica quantistica approssima qualcosa intrinsecamente discreto, e sosteniamo che la ragione di tale discrezione è la gravità.”

L’idea è che lo spazio di Hilbert sia effettivamente granulare, ma con spazi estremamente piccoli, poiché la gravità è così debole rispetto alle altre forze fisiche fondamentali. Ha sviluppato ulteriormente queste idee in un articolo scientifico complementare² intitolato “Risoluzione dei misteri della meccanica quantistica: Perché la natura detesta un continuum”.

Senze entrare nei dettagli matematici, si considera che lo stato quantistico sia definito solo rispetto a certe osservabili “razionali”. Questo porta a una comprensione leggermente diversa dei numeri complessi come il numero immaginario √(-1) o i cosiddetti quaternioni, il che consente un’interpretazione realistica dello stato quantistico in RaQM, rispetto a QM.

Oppure, come afferma il Prof. Palmer, la sua teoria elimina alcuni dei famosi paradossi della fisica quantistica, come il gatto di Schrödinger.

“In RaQM, i gatti non sono più simultaneamente vivi e morti.”

Il limite dei 1.000 qubit: Implicazioni pratiche per il futuro

Una parte essenziale del presupposto dei computer quantistici ultra-potenti è che aggiungere più qubit aggiunga più “dimensioni” su cui lavorare per un problema matematico. Questa assunzione si basa sull’idea di una “fornitura infinita di nuovo spazio di archiviazione” (dimensioni) da parte dello spazio di Hilbert man mano che più qubit vengono aggiunti al sistema.

L’idea del Prof. Palmer avrebbe quindi serie implicazioni per i computer quantistici.

Se ciò è vero, il contenuto informativo nello stato quantistico cresce linearmente con il numero di qubit, e non esponenzialmente come si pensava prima, rompendo essenzialmente il più grande presupposto dei computer quantistici.

“Al di sopra di un numero critico di qubit intrecciati, semplicemente non c’è abbastanza informazione nello stato quantistico per assegnare anche solo un bit di informazione a ciascuna dimensione dello spazio di Hilbert. Quando ciò accade, gli algoritmi quantistici che utilizzano tutto lo spazio di Hilbert perderanno il vantaggio quantistico rispetto agli algoritmi classici.”

Il documento stima che questa soglia possa essere raggiunta una volta che i computer quantistici superino approssimativamente qualche centinaio fino a 1.000 qubit corretti dagli errori.

Va notato che questo valore è molto al di sotto della soglia prevista necessaria per violare livelli importanti di crittografia, con, ad esempio, 4.099 qubit necessari per rompere una chiave RSA a 2048 bit usando l’algoritmo di Shor, l’algoritmo quantistico più probabile da essere utile per scopi pratici.

Se il Prof. Palmer ha ragione, ciò potrebbe significare che la crittografia rimarrà per sempre al sicuro dai computer quantistici così come li comprendiamo oggi.

Poiché molti prototipi di computer quantistici si avvicinano a questo limite, da soli o attraverso la rete, probabilmente sapremo presto se questa idea è vera.

“‘La QM ha superato tutte le sfide sperimentali a cui è stata sottoposta e quindi, nel documento, propongo un esperimento che potrebbe essere eseguito in pochi anni – se si crede alle roadmap della tecnologia quantistica – per testare RaQM contro QM.’”

Il concetto potrebbe anche avere importanti ripercussioni sulla fisica quantistica, se dimostrato vero, molto al di là del limitare il potenziale dei computer quantistici. Ciò, di per sé, potrebbe rendere i computer quantistici molto importanti, anche se le loro applicazioni pratiche sono più limitate di quanto si sperasse in precedenza.

“Se i computer quantistici forniscono gli esperimenti non solo per trovare una teoria successiva alla meccanica quantistica, ma soprattutto per trovare la teoria che sintetizzi la fisica quantistica e quella gravitazionale, ciò sarebbe sicuramente un risultato straordinariamente positivo per tutto il lavoro svolto nella computazione quantistica negli anni.”

Considerazioni strategiche per gli investimenti: Gestire il rischio quantistico

Questo nuovo concetto è lontano dall’essere provato, ed è in realtà una deviazione radicale dal consenso dei fisici sulla meccanica quantistica. Quindi, per ora, è solo una teoria molto interessante, ma non provata, che esiste solo nella matematica teorica.

Tuttavia, gli investitori in azioni di computazione quantistica dovrebbero prestare attenzione, poiché ci ricorda che la fisica quantistica è ancora molto poco compresa e contiene potenziale sia per nuove possibilità sorprendenti sia per limiti nelle sue applicazioni pratiche.

Un altro elemento è che se la crittografia è permanentemente al sicuro dai computer quantistici, lo è anche Bitcoin, che recentemente ha subito la narrazione di essere presto “rotto” dal progresso nella computazione quantistica, un argomento che abbiamo anche trattato in “L’Audit di investimento post-quantistico: Top 10 azioni per il 2026”.

Quindi potrebbe avere senso bilanciare entrambi i rischi l’uno contro l’altro:

• Se i computer quantistici raggiungono una soglia massima di oltre 1.000 qubit, Bitcoin è al sicuro, e la narrazione che ha spinto il prezzo di Bitcoin al ribasso scompare.
• Se il Prof. Palmer si sbaglia, i computer quantistici potrebbero davvero minacciare la parte Bitcoin di un portafoglio, ma saranno anche in grado di eseguire una meraviglia di calcolo difficile da immaginare sia nella crittografia sia in una comprensione più profonda del mondo materiale.

Quindi un portafoglio che mescola azioni di computazione quantistica e criptovalute probabilmente mitigherà al meglio entrambe le eventualità.

Per gli investimenti nella computazione quantistica, potete consultare il nostro rapporto di investimento su Honeywell e la sua controllata di computazione quantistica, Quantinuum, o il nostro articolo “5 migliori aziende di computazione quantistica del 2025”.

Riferimenti:

<sup>1. Tim Palmer. Meccanica quantistica razionale: Testare la teoria quantistica con i computer quantistici. PNAS. 123 (12) e2523350123. 16 marzo 2026. https://doi.org/10.1073/pnas.2523350123
2. Tim Palmer. Risoluzione dei misteri della meccanica quantistica: Perché la natura detesta un continuum. Proceedings of the Royal Society. 18 febbraio 2026. https://arxiv.org/abs/2602.16382</sup>