Quantum Computing Vs Cloud Computing: differenze chiave e quale soluzione scegliere

Al giorno d’oggi si sente spesso parlare di Quantum e Cloud Computing, spesso usati come sinonimi, ma sono invece due aree completamente diverse dell’informativa. Vediamo differenze e quale soluzioni si adattano meglio a ciascuna esigenza.

Il quantum computing è uno degli sviluppi applicativi della meccanica quantistica, uno studio che comprende la descrizione matematica dei fenomeni della natura a livello di particelle atomiche e subatomiche, come elettroni o fotoni. 

Il quantum computing utilizza le particelle subatomiche per trasformare i computer in macchine robuste in grado di calcolare ed elaborare dati a una velocità impressionante. Ciò è possibile grazie all’uso di qubit, noti anche come bit quantistici, che hanno la capacità di esistere contemporaneamente negli stati di uno e zero o in qualsiasi combinazione lineare dei due. Al contrario, i sistemi binari dei computer convenzionali esistono solo con uno (“on” o “true”) o zero (“off” o “false”) stati. Grazie ai qubit, queste particelle sono in grado di esistere in diversi stati simultaneamente.

Cosa è il Quantum computing, il cuore pulsante dei computer quantistici

I computer quantistici sono in grado di gestire grandi quantità di dati simultaneamente grazie alla loro capacità unica di esistere sia nello stato di uno che in quello di zero allo stesso tempo. I sistemi di calcolo basati sui numeri binari non sono in grado di farlo, poiché possono elaborare un solo bit di informazione alla volta.

Negli anni ’80, i fisici Richard Feynman e Yuri Manin scoprirono che la teoria e gli algoritmi quantistici potevano essere applicati al calcolo con risultati più efficienti rispetto alle loro controparti classiche. Questa scoperta ha portato alla nascita del campo del quantum computing.

L’applicazione del quantum computing è ancora agli inizi, ma avrà un effetto su un’ampia gamma di settori. In particolare, aiuterà le grandi organizzazioni a gestire enormi quantità di dati in modo più rapido ed efficace.

La capacità dei computer quantistici di risolvere problemi estremamente difficili, come l’elaborazione di grandi quantità di dati in tempi estremamente brevi o la fornitura di migliori modelli di previsione in diversi campi, li rende una potenziale minaccia per la tecnologia blockchain e le criptovalute. I computer quantistici sono in grado di risolvere problemi come l’elaborazione di enormi quantità di dati in tempi estremamente ridotti. 

Che cosa è il cloud computing

Il termine “cloud computing” si riferisce a un software basato su applicazioni che viene utilizzato per diffondere servizi informatici su Internet. Il cloud computing si avvale di server, archivi, database, reti, software, analisi e intelligenza di terzi per archiviare ed elaborare i dati. Il “cloud” è un altro nome del cloud computing. 

Prima del cloud computing, le organizzazioni dovevano acquistare e mantenere i propri server con uno spazio adeguato per ridurre al minimo i tempi di inattività e i guasti e gestire i picchi di traffico. Tuttavia, molto spazio sui server rimaneva spesso inutilizzato, con conseguente spreco di denaro e risorse. L’ecosistema del cloud computing consente alle aziende di implementare una soluzione più efficace ed economica senza la necessità di hardware costoso, data center privati o installazione di software. L’ecosistema pone invece l’accento sull’innovazione, sulle risorse dinamiche e sulle economie di scala.

Il concetto di cloud computing è stato sviluppato per la prima volta negli anni ’60, ma si è diffuso solo negli anni ’20, quando si è reso necessario un sistema informatico più efficiente per gestire le sfide del lavoro a distanza delle organizzazioni emerse durante la pandemia. 

Grazie al cloud computing, molte aziende possono condividere servizi istantanei in qualsiasi momento, oltre a gestire, accedere e archiviare dati e applicazioni in remoto. Utilizzando il cloud computing, sono in grado di sfruttare i vantaggi di uno storage scalabile per file, applicazioni e informazioni di vario tipo, risparmiando così tempo e denaro. 

Come funziona il computer quantistico

Mentre un processore convenzionale utilizza i bit per gestire operazioni e programmi multipli, un computer quantistico impiega i qubit per eseguire algoritmi quantistici multidimensionali.

I computer quantistici utilizzano una serie di algoritmi multidimensionali per effettuare misurazioni e osservazioni utilizzando i qubit, che possono rappresentare 0 e 1 contemporaneamente. La quantità di informazioni che questi tipi di spazi multidimensionali possono elaborare cresce in modo esponenziale, direttamente proporzionale al numero di qubit aggiunti.

I supercomputer sono computer con prestazioni elevate rispetto ai computer generici. I computer quantistici, invece, sono più piccoli e richiedono meno energia dei supercomputer. Le dimensioni di un processore quantistico sono paragonabili a quelle di una CPU presente in un computer portatile, ma la maggior parte di un sistema hardware quantistico è composta da sistemi di raffreddamento. 

L’hardware dei computer quantistici deve essere mantenuto a una temperatura estremamente fredda – circa un centesimo di grado sopra lo zero assoluto – per evitare gli alti tassi di errore che caratterizzano questi strumenti delicati. Questi sistemi di raffreddamento sono noti come superfluidi e, per produrre superconduttori, devono essere in grado di fornire un ulteriore grado di freddo ai processori. 

In questa regione, gli elettroni possono passare senza incontrare alcuna resistenza, il che aiuta a generare informazioni quantistiche in modo più rapido ed efficace, producendo anche complicati spazi multidimensionali in modo proporzionale al numero di qubit aggiunti.

I potenziali vantaggi e svantaggi dell’uso dei computer quantistici

Vantaggi:

• Opportunità per numerose aziende di costruire e progettare programmi informatici innovativi basati su dati estremamente precisi, sicuri ed efficienti.
• Tecnologie di crittografia dei dati migliorate e infrangibili per una maggiore individuazione delle frodi e una protezione generale dei dati critici
• Velocità di elaborazione dei dati senza precedenti per gestire contemporaneamente enormi volumi di dati, cosa che non è possibile con i computer tradizionali.
• La simulazione di intricate strutture molecolari è uno dei modi in cui il quantum computing potrebbe facilitare l’invenzione di nuovi materiali, farmaci e sostanze chimiche.

Svantaggi:

• I computer quantistici sono estremamente suscettibili alle interferenze esterne dovute a fattori quali la temperatura e le radiazioni elettromagnetiche, che possono influire sulla precisione dei calcoli eseguiti sul computer.
• Gli sviluppatori non sono in grado di valutare con precisione le capacità e l’affidabilità dei computer quantistici a causa della loro limitata disponibilità e della conseguente mancanza di un uso diffuso.
• La richiesta di un volume significativo di dati per lavorare efficacemente implica che le aziende devono investire in enormi sistemi di archiviazione dei dati per gestire i computer quantistici.

Come funziona il cloud computing

Il cloud computing è ospitato da organizzazioni specializzate che gestiscono enormi centri dati per offrire un livello adeguato di sicurezza dei dati, capacità di archiviazione e potenza di elaborazione allo scopo di supportare l’infrastruttura Internet. 

Si può accedere ai servizi cloud utilizzando un dispositivo con capacità di calcolo e connessione a Internet, come uno smartphone, un computer portatile o un computer desktop. Gli utenti scelgono una società di hosting di cloud computing e pagano per i diritti di utilizzo dei suoi servizi. Tali servizi comprendono l’infrastruttura necessaria per facilitare la comunicazione tra i dispositivi e i programmi, come ad esempio il download di un file sul computer portatile di un utente che verrebbe immediatamente sincronizzato sulla cartella di file dell’iPhone dello stesso utente.

Il cloud computing consiste in un front-end, che consente agli utenti di accedere ai dati memorizzati utilizzando un browser Internet, e in un back-end, composto da server, computer, database e server centrali. Gli utenti possono accedere ai propri dati utilizzando un browser Internet.

I server centrali utilizzano regole di protocolli specifici per facilitare le operazioni e garantire una comunicazione fluida tra i dispositivi collegati al cloud. 

Amazon Web Services, Microsoft Azure, Apple iCloud e Google Drive sono solo alcuni esempi dei provider di cloud hosting leader del settore oggi accessibili.

Vantaggi e svantaggi del cloud computing

Vantaggi:

• L’uso del cloud computing offre alle aziende la possibilità di scalare la propria infrastruttura su richiesta, consentendo loro di aggiungere o rimuovere server in modo rapido e semplice in risposta ai cambiamenti delle loro esigenze. Questo può aiutare le aziende a gestire le richieste inaspettate del mercato senza preoccuparsi dei limiti di capacità.
• Vantaggi in termini di efficienza dei costi per le aziende, che non devono effettuare investimenti costosi in nuove installazioni hardware o software.
• L’uso del cloud computing consente di accedere rapidamente ai dati e alle applicazioni da qualsiasi luogo, purché vi sia una connessione Internet attiva.

Svantaggi:

• Il fatto che il cloud computing dipenda da una connessione a Internet, il che lo espone alla possibilità di essere violato, è comunque una fonte di preoccupazione per quanto riguarda la sicurezza dei dati.
• L’elevato grado di centralizzazione dei server cloud implica l’impossibilità di accedere a determinati servizi in caso di interruzione. Anche la resistenza alla censura è compromessa dai provider altamente centralizzati.

Quantum computing vs. cloud computing: quale metodo è migliore

Non c’è un chiaro vincitore tra il quantum computing e il cloud computing, perché entrambi gli approcci presentano vantaggi e svantaggi. A un certo punto, in futuro, saranno pienamente integrati per fornire soluzioni interessanti e sicure per un’ampia gamma di aziende e individui.

Le aziende devono tenere conto di una serie di considerazioni, tra cui i costi, la disponibilità e i requisiti specializzati, prima di prendere una decisione tra quantum computing e cloud computing.

Il quantum computing sostituirà il cloud computing?

Lo sviluppo del quantum computing basata sul cloud, che combina entrambe le tecnologie e i rispettivi vantaggi e offre accesso diretto ai computer quantistici attraverso l’uso del cloud, sta diventando una tendenza sempre più popolare.

Anche se il quantum computing non potrà competere a breve con il cloud computing, molte aziende tecnologiche stanno lavorando a un modo per integrare i due approcci in modo da sfruttare il meglio di entrambi i mondi. Grazie a questa integrazione, l’accesso remoto ai computer quantistici potrebbe essere reso possibile dall’uso del cloud computing, rendendo queste macchine accessibili a un pubblico più ampio di utenti. 

I computer quantistici basati sul cloud hanno il potenziale per accelerare il ritmo dei progressi tecnologici. Ciò avverrebbe accelerando il lavoro dei ricercatori e degli sviluppatori, che sarebbero in grado di accedere all’hardware quantistico e alle risorse di calcolo tramite il cloud. Questo, a sua volta, porterebbe a un maggior numero di scoperte e innovazioni in tempi più brevi.

Prima che individui e aziende possano considerarsi pronti a integrare il quantum computing e il cloud computing, devono prima superare una serie di ostacoli. Ad esempio, la difficoltà di accesso ai computer quantistici e le competenze necessarie per utilizzarli rendono difficile per il singolo individuo impiegare soluzioni quantistiche nel cloud.

Un’altra questione di cui preoccuparsi è la sicurezza, poiché gli algoritmi quantistici critici devono essere protetti dall’alterazione o dall’accesso da parte di soggetti non autorizzati, cosa che è più probabile che avvenga nel cloud.