Informatica quantistica alternativa alla classica scopriamola

Informatica quantistica alternativa alla classica scopriamola

Informatica quantistica alternativa alla classica scopriamola

L’informatica quantistica è un’area di studi basata sull’idea che l’elaborazione e la memorizzazione di informazioni e lo scambio informativo dipendano dalle proprietà della fisica quantistica. Questa branca di studi affronta problemi di ordine teorico relativi a modelli computazionali, così come argomenti più sperimentali della fisica quantistica, come ad esempio cosa possa essere fatto e cosa non possa essere fatto con l’informazione quantica.
L’informatica quantistica si può dividere in varie sotto-branche: il calcolo quantistico, la crittografia quantistica, la rete quantistica (con tutti i problemi di sicurezza ad essa legati), l’entanglement quantistico (o correlazione quantistica) affrontato dal punto di vista informativo e il teletrasporto quantistico (principio per il quale è possibile trasferire uno stato quantico in un punto arbitrariamente lontano).

Informatica quantistica alternativa alla classica scopriamola

Fonte

Informatica quantistica alternativa alla classica scopriamola

Che cos’è l’informatica quantistica

L’informatica quantistica può quindi essere definita come l’insieme di tecniche di calcolo e del loro studio che utilizzano i quanti per memorizzare ed elaborare informazioni. Molti i punti che la differenziano dall’informatica classica, soprattutto nei suo principi fondanti.

L’informatica quantistica, innanzitutto, si fonda sul principio del no-cloning: l’informazione non può essere copiata con fedeltà assoluta né, quindi, letta con fedeltà assoluta. Può essere, però, trasferita con fedeltà assoluta, a patto che l’originale venga distrutto nel corso del processo: è il caso del teletrasporto quantistico, ottenuto per la prima volta da Nielsen, Klinn e LaFlamme nel 1988. Ogni misura compiuta sullo stato quantistico distrugge gran parte dell’informazione in esso contenuta, lasciandolo in uno “stato base”. L’informazione, infine, può essere codificata e verrà codificata con correlazioni non locali tra diverse parti del sistema fisico basate sull’entanglement quantistico.

Pur potendo apparire meno definita e meno “precisa” rispetto all’informatica così come oggi noi la conosciamo, è dimostrabile che le Macchine di Turing quantistiche non solo possono raggiungere lo stesso grado di precisione delle Macchine di Turing classiche, ma possono compiere calcoli e operazioni impossibili per quest’ultima.

Che cos’è il computer quantistico

Un computer quantistico (conosciuto anche come supercomputer quantistico) è un dispositivo di calcolo che fa uso diretto dei fenomeni quanto-meccanici – come l’entanglement e la sovrapposizione – per compiere operazioni su dati di varia natura. La differenza fondamentale con i computer “classici” – o quanto meno quella più “visibile” – sta nell’unità di informazione utilizzata per lo svolgimento delle operazioni: il bit nell’informatica classica – e nei calcolatori classici -, il qubit nell’informatica quantistica – e nei calcolatori quantistici. Il campo del calcolo quantistico venne “inaugurato” da Yuri Manin nel 1980 e Richard Feyman nel 1982.

Nonostante ciò, l’informatica quantistica e il computer quantistico sono ancora nel pieno della loro infanzia. Ad oggi sono stati compiuti solo esperimenti di piccolo “cabotaggio”, nel corso dei quali sono state messe in atto operazioni quantistiche su piccole quantità di qubit. Ciò non vuol dire che la ricerca – sia teorica sia pratica – si sia fermata. Enti governativi e non, civili e militari, stanno conducendo studi sull’informatica quantistica e su computer quantistici, nel tentativo di perfezionarne funzionamento e costruzione. L’obiettivo è realizzare dispositivi quantistici non solo per scopi civili e commerciali ma anche per scopi di sicurezza nazionale (vedi, ad esempio, gli studi portati avanti nel settore della criptoanalisi e della crittografia quantistica).
L’utilizzo di computer quantistici su larga scala permetterebbe di risolvere alcune tipologie di problemi molto più velocemente di quanto fatto con i metodi dell’informatica classica. L’utilizzo di particolari algoritmi – come l’algoritmo di Shor per la fattorizzazione degli interi o la simulazione quantistica o ancora l’algoritmo di Simon – permettono di venire a capo di problemi di natura probabilistica in maniera più veloce di quanto possibile utilizzando algoritmi classici.

Informatica quantistica alternativa alla classica scopriamola

AMCOMPUTERS

[Voti: 0    Media Voto: 0/5]

Lascia un commento