1. Le nuove frontiere dell’Informazione QuantisticaLe nuove frontiere dell’Informazione Quantistica
Computer SupervelociComputer Superveloci
CrittografiaCrittografia
TeletrasportoTeletrasporto
3. La legge di Moore prevede un raddoppio
delle prestazioni di calcolo ogni 18 mesi
Si intravede però un limite
alla miniaturizzazione dei
dispostivi elettronici…
A dimensioni atomiche
entrano in gioco le leggi della
meccanica quantistica
Il primo transistor (1948)
50 miliardi di transistor
4. | 〉
=
Attualmente l’informazione si codifica in sequenze di bit
Ogni bit assume valori 0 oppure 1
Esempio: la lettera “a” = 1100001
Il bit quantistico (qbit) registra simultaneamente 0 e 1
|0 〉=
|1 〉=
Sovrapposizione
quantistica di stati
5. I calcolatori quantistici, elaborando i qubit,
riescono a svolgere più operazioni
contemporaneamente (parallelismo intrinseco)
Esempio: scomposizione in fattori
1 055 664 361 =
Quanto sono più veloci?
24 151 x 43 711? x ?
mm…
Ma per fattorizzare un numero di 129 cifre
un computer classico impiegherebbe mesi
(8 mesi su un P4 3.2GHz)
E un computer quantistico?
Solo pochi secondi !!
Facile!Per numeri di migliaia di cifre non basterebbe
un tempo pari all’età dell’Universo!
Usando invece l’algoritmo quantistico di Shor si
potrebbe avere la risposta in qualche giorno
6. La scomposizione in fattori primi sta alla
base della crittografia attuale che rende
sicura la transazione di dati
(banche, istituzioni, difesa, ...)
Uno spione in possesso di un computer quantistico
potrebbe decrittare informazioni riservate.
Al tempo stesso però, la crittografia
quantistica permette di smascherare
un’eventuale intercettazione
7. 101 010
Sorgente di qbit
accoppiati
(entangled)
Generazione di
chiave segreta
(scrittura)
Generazione di
chiave segreta
(lettura)
Fibra ottica
Alice spedisce a Bob il
messaggio criptato mediante
la chiave segreta
Le intrusioni di uno spione sulla
fibra ottica vengono scoperte!
Al tempo stesso però, la crittografia
quantistica permette di smascherare
un’eventuale intercettazione
8. Sorgente di fotoni
accoppiati
(entangled)
Teletrasporto di fotoniTeletrasporto di fotoni
(quanti di luce)(quanti di luce)
Fotone da
trasportare
Alice
Alice misura
congiuntamente
i due fotoni
Il risultato della
misura viene
trasmesso a Bob
Bob
Usando il dato di Alice,
Bob trasforma il suo
fotone in una copia esatta
del fotone originale!
9. Abbiamo appena iniziato a utilizzare i principiAbbiamo appena iniziato a utilizzare i principi
base della meccanica quantistica a favorebase della meccanica quantistica a favore
dell’informatica e delle telecomunicazionidell’informatica e delle telecomunicazioni
La crittografia quantistica è già una realtàLa crittografia quantistica è già una realtà
commercialecommerciale
Il mondo della ricerca sta dedicando grandiIl mondo della ricerca sta dedicando grandi
sforzi per la realizzazione pratica del computersforzi per la realizzazione pratica del computer
quantisticoquantistico
Riusciremo a teletrasportare la materia aRiusciremo a teletrasportare la materia a
distanza, come già facciamo con la luce?distanza, come già facciamo con la luce?
A cura del Gruppo Teorico di Fisica della Materia, Università di Bologna
(L. Campos Venuti, C. Degli Esposti Boschi, M. Roncaglia)
http://www.bo.infm.it/grp/morandi/home.html
10. Abbiamo appena iniziato a utilizzare i principiAbbiamo appena iniziato a utilizzare i principi
base della meccanica quantistica a favorebase della meccanica quantistica a favore
dell’informatica e delle telecomunicazionidell’informatica e delle telecomunicazioni
La crittografia quantistica è già una realtàLa crittografia quantistica è già una realtà
commercialecommerciale
Il mondo della ricerca sta dedicando grandiIl mondo della ricerca sta dedicando grandi
sforzi per la realizzazione pratica del computersforzi per la realizzazione pratica del computer
quantisticoquantistico
Riusciremo a teletrasportare la materia aRiusciremo a teletrasportare la materia a
distanza, come già facciamo con la luce?distanza, come già facciamo con la luce?
A cura del Gruppo Teorico di Fisica della Materia, Università di Bologna
(L. Campos Venuti, C. Degli Esposti Boschi, M. Roncaglia)
http://www.bo.infm.it/grp/morandi/home.html
