L'esistenza stessa, dalle più semplici cellule fino ai neuroni di ogni cervello umano, poggia su una decisione fondamentale presa dalla natura: l'utilizzo della chimica organica basata sul carbonio. Ma perché questa preferenza e cosa ci dice sui limiti, attuali e futuri, della nostra intelligenza artificiale?
La vita sulla Terra si configura come una struttura aperta/dissipativa che scambia continuamente energia e materia con l'ambiente, mantenendo un ordine complesso. Se la chimica inorganica fosse stata sufficiente, il silicio (che come il carbonio può formare quattro legami) sarebbe stato un candidato naturale. Tuttavia, il carbonio offre un equilibrio unico tra stabilità e dinamicità che il silicio non può eguagliare nelle condizioni acquose terrestri. Il carbonio è il maestro costruttore: la sua tetravalenza gli consente di formare catene e anelli molecolari di complessità pressoché infinita, creando lo "scheletro" delle macromolecole biologiche come il DNA e le proteine. I legami carbonio-carbonio (C-C) sono sufficientemente stabili per mantenere la struttura cellulare, ma sufficientemente dinamici da permettere che vengano rotti e riformati con facilità, alimentando così il metabolismo e i cicli vitali. Al contrario, il silicio tende a formare legami Si-O (silicio-ossigeno) eccessivamente stabili, come quelli del quarzo, risultando inadatto a formare strutture molecolari flessibili e reattive necessarie per la vita complessa.
Questa supremazia chimica è il motivo per cui la chimica organica è stata la culla dell'intelligenza evoluta. La capacità di creare molecole così versatili come gli enzimi (i catalizzatori della vita) e i filamenti informativi come il DNA è il prerequisito per l'emergere di un sistema di elaborazione delle informazioni complesso e auto-organizzato come il cervello.
Quando osserviamo l'Intelligenza Artificiale (IA), ci troviamo di fronte a un paradosso tecnologico: essa è implementata su hardware basato sul silicio (chimica inorganica) ed è intrinsecamente algoritmica. Qualsiasi sistema di IA attuale, per quanto complesso, è per definizione Turing-computabile, ovvero è basato su un insieme finito di istruzioni logiche, come quelle eseguite da una Macchina di Turing Universale.
L'intelligenza umana, o intelligenza organica, è invece posta al centro di un acceso dibattito filosofico-scientifico: è anch'essa computabile o è, come suggerisce l'ipotesi del fisico Roger Penrose, non Turing-computabile? Se la coscienza umana dipendesse da processi fisici non algoritmici, come la sua teoria dell'Orchestrated Objective Reduction (Orch OR) lascia intendere (coinvolgendo fenomeni quantistici nei microtubuli dei neuroni), allora l'IA classica non potrà mai eguagliare la vera coscienza, essendo limitata dai suoi stessi principi algoritmici.
È qui che l'Intelligenza Artificiale Quantistica (QAI) entra in gioco. Se l'intelligenza organica fosse davvero non-algoritmica e radicata nella meccanica quantistica, solo una forma di calcolo non classica potrebbe sperare di replicarla o simularla. Il calcolo quantistico sfrutta la sovrapposizione e l'entanglement per esplorare simultaneamente un vastissimo panorama di possibilità. Sebbene l'IA quantistica non risolva problemi matematicamente impossibili, essa offre un vantaggio esponenziale sui problemi che per l'IA classica sarebbero praticamente irrisolvibili nel tempo utile. Più speculativamente, essa è l'unica tecnologia che, operando con la fisica dei qubit, potrebbe teoricamente superare i confini della computazione classica di Turing. Potrebbe non solo imitare, ma forse accedere a quel dominio di calcolo qualitativamente differente che, secondo alcuni, rende la mente umana un fenomeno unico nell'universo. In definitiva, la nostra indagine ci porta a un bivio: la vita è nata dal carbonio, creando intelligenza non-computabile; l'uomo ha creato una nuova intelligenza dal silicio, basata sulla computazione. Il futuro dell'intelligenza artificiale non dipende solo dalla potenza di calcolo, ma dalla capacità della fisica quantistica di svelare se l'atto stesso del pensare umano sia, in ultima analisi, l'unico vero processo non algoritmico della natura.
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