Alcuni problemi reali possono rivelarsi troppo complessi per consentire di ottenere soluzioni esatte. Il ricorso a metodi di approssimazioni successive, deterministici o aleatori, fornisce spesso risultati utilizzabili e relativamente affidabili. Fra tutti questi metodi, la curiosamente denominata «ricottura simulata» presenta più di un motivo di interesse, soprattutto nella ricerca di ottimi globali.
Uscire dalle sacche locali -------------------------
Funzioni complesse di più variabili da ottimizzare possono infatti presentare un’intera serie di ottimi locali. Applicando un metodo di calcolo approssimato, come evitare di restare intrappolati in una di queste sacche locali e di non raggiungere l’ottimo effettivamente ricercato? Il metodo sviluppato da tre ingegneri IBM, Scott Kirkpatrick (nato nel 1941), Charles Daniel Gelatt Jr. (nato nel 1947) e Mario Pietro Vecchi (nato nel 1948), nell’ambito delle loro ricerche sui circuiti integrati, fu pubblicato sulla rivista Science nel 1983. Si ispira direttamente a metodi impiegati nella metallurgia, applicando al tempo stesso una procedura algoritmica già esistente e pubblicata nel 1949 da Nicholas Metropolis. Questa procedura algoritmica fu migliorata dal suo ideatore nel 1953, prima di essere generalizzata nel 1970 dallo statistico canadese Wilfred Keith Hastings (1930–2016).
In metallurgia, ciò che si chiama ricottura di un pezzo metallico consiste in un processo di riscaldamento che comporta dapprima il mantenimento a temperatura elevata, seguito da un raffreddamento controllato che modifica le caratteristiche del metallo. Si alternano cicli di riscaldamento (o di ricottura, annealing in inglese, da to anneal, «ricuocere») e di lento raffreddamento. Quando il metallo viene riscaldato, l’energia fornita consente alle molecole che lo compongono di spezzare alcuni dei loro legami, restituendo agli atomi così formati una certa mobilità. Quando il metallo si raffredda, questa mobilità diminuisce e si formano nuovi legami.
Si osserva empiricamente che un raffreddamento lento porta il più delle volte alla comparsa di strutture più stabili, corrispondenti a un minimo globale di energia. Si ottiene allora un metallo più duttile, più flessibile e con poche irregolarità.