2. L’INFORMATICAQUANTISTICA
(quantumcomputing)
Branca di studi che si
concentra sullo sviluppo
di una tecnologia
informatica basata sulla
teoria
dei quanti. In questo
modo sarà possibile
sviluppare
computer che, seguendo
i principi della fisica
quantistica, abbiano
un’enorme capacità di
calcolo.
Studia cosa si può fare o
non fare con
l’informazione quantica
3. Molte sono le differenza con
l’informatica classica,
soprattutto nei suoi principi
fondanti tra i quali quello
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. Ogni
misura compiuta sullo stato
quantistico distrugge gran
parte dell'informazione in esso
contenuta, lasciandolo in uno
"stato base".
L'informazione, può
essere codificata e verrà
codificata con
correlazioni non locali
tra diverse parti del
sistema fisico
4. CHECOSE’ILQUBIT (quantumbit) ?
E’ l’unità di informazione elementare
della computazione quantistica che
permette di processare una quantità
maggiore di informazioni, garantendo
un maggior scambio informativo.
Rispetto al "bit classico", il bit
quantistico offre una maggiore
versatilità e potenzialità di calcolo.
Mentre il primo può assumere
solamente un valore ben definito ("0"
o "1", "aperto" o "chiuso", "acceso" o
"spento"), il qubit può assumere anche
valori sovrapposti e mentre ciascun bit
è sostanzialmente un elemento
isolato, ogni qubitdeve poter essere in
una relazione di entanglement con
altri qubit, a seconda dell’algoritmo
5. In base al Principio di indeterminazione di Heisenberg, un
elemento quantistico non avrà mai uno "stato valoriale" ben
definito, ma avrà valori sovrapposti e indeterminabili. Nel celebre
paradosso proposto da Schrödinger per spiegare la sua teoria, il
gatto può essere contemporaneamente vivo o morto.
Nel caso degli elettroni questo
principio impone che è impossibile
determinare con certezza, nell'istante
di tempo t, l'energia associata ad essi
e contemporaneamente la loro
posizione. Pertanto, in base ai
parametri del sistema, saranno
possibili molte combinazioni di
energie e posizioni, ma non tutte. Per
lo stesso principio nell'informatica
quantistica il qubit potrà assumere
contemporaneamente il valore di "0"
e di "1".
7. SFERA DI BLOCH
Le proprietà di un qubit
sono indipendenti dalla
sua specifica
rappresentazione fisica,
che può essere lo spin di
un nucleo atomico o la
polarizzazione di un
fotone. Dal punto di vista
matematico lo stato di
un qubit è un vettore
unitario.
E’ una rappresentazione dal punto di vista
geometrico ottenuta disegnando una sfera d
raggio unitario cioè si prende un qualsiasi
punto sulla sua superficie e lo si congiunge
con il centro della sfera.
Quello specifico raggio rappresenta lo stato
che può assumere il qubit. Quando esso
punta verso il nord della sfera lo stato del
qubit coincide con lo “0”.Quando,invece,
punta verso il sud della sfera, lo stato del
qubit coincide con “1”. In tutti gli altri casi,
con il raggio che spazia sulla superficie della
sfera, si può definire lo stato relativo del
qubit facendo riferimento a due specifiche
grandezze: gli angoli formati dal raggio
relativamente all’asse verticale della sfera e
la sua proiezione sul piano che la attraversa
orizzontalmente, al centro.
8. IL COMPUTER QUANTICO
(supercomputerquantistico)
E’ un dispositivo di calcolo che fa uso
diretto dei fenomeni 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 e nei
calcolatori classici ,il qubit nell'informatica e
nei calcolatori quantistici. Il campo del
calcolo quantistico venne "inaugurato" da
Yuri Manin nel 1980 e Richard Feyman nel
1982.
Ad oggi sono stati compiuti solo
operazioni quantistiche
su piccole quantità di qubit ma negli
ultimi anni si è assistito a una sorta
di corsa al qubit che ha visto il suo
apice nella seconda metà del 2017 che
ha coinvolto le più grandi aziende di Hi-
Tech, come vedremo nella prossima
slide
I sistemi quantistici sono anche molto
delicati: la più piccola vibrazione, il
minimo cambio di temperatura, sono
sufficienti per alterare l'equilibrio
quantistico.
9. Processore da 17 Qubit di Intel
Presentato a ottobre 2017 è realizzato con tecniche e tecnologie
innovative, dovrebbe essere meno sensibile alle interferenze radio esterne,
mentre i connettori in oro dovrebbero garantire un miglioramento sensibile
delle prestazioni
Quantum compunting protagonista del Microsoft Ignite.
Hanno illustrato i risultati raggiunti sinora e a che punto si trova lo sviluppo
di un processore quantico di nuoa generazione, basato sull'effetto fisico
della frattalizzazione degli elettroni (cioè la disposizione e organizzazione
in frattali degli elettroni), che avviene a una temperatura prossima allo 0
assoluto
IBM e la Q Division.
La creazione di computer quantistici dovrebbe richiedere meno tempo di
quanto si immagina: già nel giro di qualche anno dovrebbero essere
disponibili i primi processori da circa 50 qubit, in grado di cambiare
radicalmente i modelli di analisi dei Big data e non solo
Qudit.
Gli scienziati del Moscow Institute of Physics andTechnology e del Russian
Quantum Centre hanno creato qubit in grado di "erogare" più o meno potenza di
calcolo a seconda del livello energetico in cui si trovano. Si tratta di una nuova
tipologia di unità minima di calcolo, ribattezzata dai russi qudit, dove la d sta a
indicare i possibili livelli di energia nei quali esiste l'elettrone
