Le banche stanno aprendo la scatola dell'informatica quantistica

"I computer quantistici saranno in grado di eseguire calcoli complessi, rapidamente", ha affermato Pierre Dulon, vice CEO per l'IT e le operazioni presso Credit Agricole a Parigi, presentando questa settimana al Singapore Fintech Festival. "La nostra banca commerciale e di investimento deve fare calcoli intensi ogni giorno."

Quando le persone pensano alla fisica quantistica, ammesso che ci pensino, probabilmente non pensano alle banche. Potrebbero pensare a un gatto dentro una scatola.

Questo è stato il famoso esperimento mentale di Erwin Schrödinger, che ha concepito un gatto all'interno di una scatola che potrebbe essere vivo o morto, e ciò che sappiamo sullo stato del gatto senza aprire il coperchio. L'idea era di illustrare che la realtà fondamentale della natura non può essere misurata in modo binario, ma una serie di probabilità basate sulle relazioni tra oggetti e osservatori.

La meccanica quantistica si occupa delle interazioni degli atomi e dei loro componenti, e la sua stranezza ha reso necessarie storie come gatti in una scatola. Ma la scienza spiega molto bene i fenomeni naturali. Così bene, infatti, che alcuni scienziati ora descrivono l'universo come se fosse un gigantesco computer.

“Se la natura è un grande computer universale”, ha affermato Bob Sutor, esponente capo della quantistica presso IBM negli Stati Uniti, “allora gli elettroni sono i dati e le applicazioni siamo noi: la nostra chimica, ogni reazione fisica che abbiamo. La natura stessa è il più grande computer in grado di risolverli. Possiamo imitare il modo in cui la natura funziona come un modo di calcolare?

Matematici e ingegneri lavorano da anni per fare esattamente questo: sviluppare l'hardware per i computer quantistici e gli algoritmi che possono eseguire.

Oggi abbiamo prototipi di computer quantistici in funzione, anche se non possono fare nulla di utile. Non ancora. Ma quell'utilità è proprio dietro l'angolo, motivo per cui banche come Credit Agricole sono così desiderose di usarle.

"L'entità del cambiamento sarà elevata", ha affermato Valerie Sauvage, amministratore delegato e responsabile IT per l'Asia Pacifico a Singapore. Supervisiona un nuovo team che sviluppa casi d'uso per l'informatica quantistica nella gestione del rischio e nei mercati dei capitali.

Più matematici!

Le banche stanno esaminando la tecnologia per ottimizzare i portafogli, valutare prodotti complessi, simulare le condizioni di mercato e migliorare la sicurezza informatica.

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A parte il fatto che i computer quantistici sono ancora allo stato embrionale, il più grande ostacolo che le banche devono affrontare è la mancanza di talento.

"L'informatica quantistica ha bisogno di competenze diverse dalla programmazione tradizionale", ha affermato Dulon. "Richiede una certa conoscenza della fisica quantistica e un solido background in matematica." Credit Agricole sta cercando di collaborare con fintech e università con queste persone.

Informatica al naturale

Ilyas Khan, CEO di Cambridge Quantum nel Regno Unito, ha dichiarato (piuttosto ottimisticamente): "Non c'è motivo di essere sconcertati dall'informatica quantistica".

I computer quantistici usano particelle subatomiche per trasportare informazioni, proprio come un computer classico aziona un transistor per manipolare i segnali elettrici per fare lo stesso. Ma un transistor e il suo erede, il microprocessore, sono "articoli artificiali", come ha detto Khan. Sono aggeggi umani destinati a manipolare la natura, e quindi hanno dei limiti. Il calcolo quantistico si basa su fenomeni naturali. È il "vero McCoy". Pertanto non deve affrontare limitazioni su ciò che può calcolare, almeno in teoria.

Il trucco è far funzionare davvero le macchine.

L'hardware che abbiamo oggi è sensibile e tintinnante. Gli errori si verificano al livello più elementare dell'hardware: il qubit, vale a dire il bit quantico.

Nell'informatica classica, un bit è l'unità di informazione più elementare, zero o uno, e un byte è migliaia di bit. Scava Fin sta scrivendo questo su un laptop Mac con 500 gigabyte di spazio di archiviazione. Sono molti uno e zero che sfrecciano intorno ai microprocessori del portatile. Per quanto sorprendente sia il Mac, può ancora eseguire solo programmi relativamente semplici. Questo perché i suoi microchip sono “articoli artificiali” e quindi limitati.

Il mondo dell'informatica quantistica ha trasformato i bit in qubit, o bit quantistici. Questi elaborano molte più informazioni di un bit: invece di zero e uno, un qubit misura il potenziale di un bit come uno - in altre parole, il gatto all'interno della scatola è vivo o morto? L'incertezza è calcolata in probabilità piuttosto che in una relazione binaria, creando un enorme campo di possibilità per un computer da scricchiolare.

Il qubit rivoluzionario

Il trucco è che, come per la meccanica quantistica, non puoi effettivamente osservare la posizione delle particelle subatomiche senza produrre risultati senza senso. In altre parole, il tentativo di monitorare l'output dei computer quantistici ha la tendenza a mandare in crash il sistema. Ma man mano che gli ingegneri costruiscono array di qubit sempre più grandi, imparano a sfruttare la loro potenza.

John Martinis, professore di fisica all'Università della California a Santa Barbara, afferma che ridimensionare l'uso dei qubit è un modo per valutare i progressi. Ad esempio, Google e altre società affermano che ci vorrà circa 1 milione di qubit per mantenere le operazioni nonostante gli errori, in altre parole, per eseguire programmi software.

In questo momento il più grande computer quantistico ha solo 64 qubit. Ciò fa sembrare che l'industria sia lontana dal raggiungere 1 milione di qubit, ma i progressi potrebbero essere esponenziali.

Con questo in mente, gli esperti ritengono che sarà necessario un computer da 50 milioni di qubit per decifrare la maggior parte dei protocolli di crittografia. Sembra ancora più lontano, ma la realtà è che i governi e le aziende dovranno sviluppare subito difese informatiche quantistiche o presumere che tutti i loro segreti verranno svelati in soli dieci anni.

"Questo rappresenta una rivoluzione industriale che stiamo vivendo tutti", ha detto Kahn. "Questa rivoluzione è più fondamentale di qualsiasi altra avvenuta nella storia".

Più grande di Internet?

"Questo è grande quanto l'adozione dei computer classici negli anni '1980", ha affermato Sauvage al Credit Agricole.

"Questo è più grande", ha detto Khan.

Prima di quanto pensi

L'informatica quantistica non ha attirato l'entusiasmo dell'intelligenza artificiale. Ma governi come Stati Uniti, Cina, Regno Unito, Singapore, Germania e altri stanno perseguendo il calcolo quantistico come priorità nazionale.

Anche le più grandi aziende tecnologiche del mondo sono in gara: Google, ad esempio, ha dichiarato che entro il 2029 avrà un computer con tolleranza ai guasti. Fintech e università stanno testando una varietà di hardware e sistemi fisici. Aggiungilo e ora c'è un ecosistema in crescita e diversificato.

Ciò significa che l'impatto dell'informatica quantistica si farà sentire prima del 2029. Kahn paragona la situazione odierna all'introduzione dei primi telefoni cellulari, che erano grandi e goffi e utilizzati solo da pochi ricchi. Ma quei primi utilizzatori hanno guidato l'innovazione. Allo stesso modo, Internet esisteva come domini oscuri tra i laboratori di ricerca della scienza e della difesa prima che il World Wide Web lo unisse in modo che potesse essere commercializzato.

Il World Wide Web è stato un primo esempio di sviluppo open source, che ha reso Internet accessibile a chiunque disponga di un computer e di un modem. Lo stesso sta già accadendo con il calcolo quantistico: IBM gestisce un computer quantistico a 25 qubit nel cloud, in modo che chiunque possa utilizzare l'hardware online.

Dal cyber all'intelligenza artificiale

Gli esperti concordano sul fatto che l'informatica quantistica sta per iniziare a influenzare la sicurezza informatica. Entro cinque anni sarà utilizzato per affrontare grandi questioni di chimica. La sua capacità di calcolare scenari e ottimizzazioni inizierà a migliorare la gestione del rischio nella finanza e in altri campi.

L'impatto maggiore, tuttavia, sarà l'adozione del calcolo quantistico nell'intelligenza artificiale.

"Non puoi saltare l'intelligenza artificiale e l'apprendimento automatico se vuoi il quantistico", ha affermato Sutor di IBM. “In fondo, tutta l'intelligenza artificiale è matematica; sono calcoli pesanti. Quantum ci consentirà di farlo più velocemente per l'IA in modo da poter trovare modelli migliori e migliori intuizioni".

Ad esempio, nel mondo dei servizi finanziari, una grande preoccupazione per l'IA è la "spiegabilità". Una rete neurale fornisce risultati che gli esseri umani non possono comprendere, anche se l'output funziona.

Questo è un problema per l'industria, tuttavia. I trading desk devono spiegare le loro strategie, gli investitori devono spiegare i loro portafogli e gli addetti al credito devono spiegare perché hanno approvato o rifiutato una richiesta di prestito (comprese le ragioni del pregiudizio umano che viene inserito nella codifica). L'informatica quantistica ha il potere di svelare i misteri dell'apprendimento automatico.

Possiamo fare di meglio questa volta?

Dalla crittografia alla spiegabilità, tuttavia, l'informatica quantistica porrà domande simili sull'etica e il buon governo - domande che sono state ignorate con l'ascesa dell'informatica classica e di Internet, motivo per cui siamo inondati di deep fake, reti contraddittorie, violazioni dei dati e raccolta di dati da parte di grandi piattaforme tecnologiche.

"Eravamo addormentati al volante negli anni '1990", ha detto Khan di Cambridge Quantum. “Stiamo pagando il prezzo oggi. Dobbiamo iniziare a parlarne adesso".

Lo stato dell'informatica quantistica è quindi molto simile al gatto nella scatola di Schrödinger. Sarà una forza del bene o una minaccia? Non possiamo alzare il coperchio per vedere, quindi la risposta è un campo di probabilità. È fondamentale che le banche, tra le altre organizzazioni, si preparino a qualsiasi cambiamento sia in serbo, idealmente in collaborazione con le autorità di regolamentazione e il pubblico.

Fonte: https://www.digfingroup.com/banks-quantum-computing/