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1. LA PRIMA COMPRESSIONE DI BIT QUANTISTICI
Bit quantistico

2. I bit, o unità d'informazione binaria,
hanno due soli valori, indicati
convenzionalmente con "1" e "0", che
corrispondono ai due stati
fondamentali "on" e "off" di un
interruttore in un circuito elettrico.
Nella corsa alla miniaturizzazione dei
componenti elettronici, il limite
estremo consiste nel codificare i bit
usando lo stato di spin di atomi o
molecole, oppure lo stato di
polarizzazione dei fotoni, i quanti di
luce. In questo contesto, per esempio,
lo spin "up" può codificare il valore 1 e
quello "down" il valore 0.

3. Uno dei fenomeni più peculiari del micromondo è che gli stati quantistici delle particelle possono esistere anche
in una combinazione di stati diversi e quindi anche i qubit possono assumere più valori contemporaneamente, a
differenza dei bit classici. Proprio questo fenomeno peculiare permette in linea di principio di espandere
enormemente le capacità di calcolo.
Tutto sta nella differenza tra bit e qbit: immaginate una sfera. Un bit può essere presente su uno dei due poli della
sfera, un qbit può esistere in ogni punto della sfera.
Grazie al fenomeno della sovrapposizione, un oggetto quantistico può assumere nello stesso istante due diversi
stati: i qubit, insomma, possono essere contemporaneamente 0 e 1.

4. Spiega Steinberg dell’università di Toronto:
“Se hai un libro in cui l'unico carattere stampato è 1, puoi semplicemente riferirne il contenuto dicendo: 'ho
un libro pieno di '1'”. “Nel caso della meccanica quantistica, le cose non stanno così, per la natura
intrinsecamente probabilistica della misurazione: anche sei hai un miliardo di fotoni preparati in modo
identico, potresti ottenere un'informazione diversa da ciascuno di essi”.
Steinberg e colleghi hanno risolto il problema usando un laser e altri componenti ottici per codificare tre
qubit in soli due fotoni: i primi due qubit sono stati codificati rispettivamente dallo stato di polarizzazione e
dall'informazione sul cammino percorso dal primo fotone, mentre il terzo qubit è stato codificato dallo
stato di polarizzazione del secondo fotone.
La compressione da tre qubit a due potrebbe sembrare poca cosa ma, la capacità di compressione del
metodo utilizzato aumenta esponenzialmente con il numero di fotoni: 1000 qubit potrebbero essere
rappresentati da soli 10, un milione da 20.

5. Per Steinberg e colleghi,
questa difficoltà potrebbe
essere aggirata usando lo
stesso metodo di
compressione da loro
sviluppato su altri supporti,
per esempio su ioni
intrappolati o su campioni di
materiale superconduttore.
“Le difficoltà sono identiche a
quelle che s'incontrano
pensando di costruire un
computer quantistico usando
altri dispositivi di codifica dei
qubit realizzati finora”,
conclude Steinberg.
Ione
superconduttore basato sul
ferro

6. Applicazione pratica del qbit

7. E’ un computer che sfrutta le
leggi della fisica e della
meccanica quantistica per
l’elaborazione dei dati
sfruttando come unità
fondamentale il qubit.

8. 1. Un computer quantistico con n qubit vi permette di rappresentare contemporaneamente 2^n
variabili.Questo e’ un numero enorme se tenete conto che per soli 300 qubit avreste 2^300 variabili
che e’ un numero che supera quello di tutte le particelle dell’universo.
2. Il fatto che il risultato finale non e’ sicuro al 100%(deterministico) non rende il computer quantico
molto piu’ efficiente dei computer normali in certe applicazioni.
3. Invece sono stati scritti algoritmi quantici che sfruttano al massimo questa possibilita’ di operare in
parallelo su tutte queste variabili. Applicati ad alcuni problemi come la craccatura dei codici ora usati
per cifrare i messaggi su Internet, rendono questi problemi risolubili in tempi brevi.
4. Quando arriveranno potremo affrontare tutta una serie di problemi che sono fuori portata delle
nostre macchine
5. Tra i problemi piu’ importanti che potremo affrontare sono quelli della simulazione di sistemi
quantistici : ad esempio quello del ripiegamento delle proteine (protein folding).

9. Sistemi contenenti migliaia di qubit
potrebbero comunque arrivare
entro un decennio e a giocarsi la
partita ci sono IBM, Google,
Microsoft, Intel ma anche centri di
ricerca come quelli del MIT e
di Harvard

10. Gli scienziati di Google
potrebbero aver
realizzato il computer
del futuro, una
macchina che si
apprende di "un
processore quantistico
in grado di svolgere in
3 minuti e 20 secondi
un insieme di calcoli
che avrebbe richiesto
circa 10.000 anni al
supercomputer più
potente del mondo.

11. L’informatica quantistica (o quantum computing) è la branca di studi che si concentra sullo sviluppo di
una tecnologia informatica basata sulla teoria dei quanti. Con essa è possibile sviluppare computer che,
seguendo i principi della fisica quantistica, abbiano un’enorme capacità di calcolo.

12. www.lescienze.it
it.businessinsider.com
www.ai4business.it
www.zitogiuseppe.com
www.focus.it
tecnologia.libero.it