Il documento approfondisce il concetto di qubit, l'unità fondamentale dell'informatica quantistica, che può esistere in stati di sovrapposizione di 0 e 1 contemporaneamente, permettendo enormi capacità di calcolo nei computer quantistici. Viene descritta l'importanza dei principi di sovrapposizione e entanglement per il funzionamento degli algoritmi quantistici e il potenziale di incremento esponenziale nella capacità di archiviazione delle informazioni. Tuttavia, il documento evidenzia anche le difficoltà e i rischi legati all'implementazione pratica di questa tecnologia, come la necessità di isolamento e la gestione degli errori.

1. QUANTUM BIT
ANNO SCOLASTICO 2019-2020
DATA 06/11/2019
CLASSE VD
AHMETI IREM

2. I QUBIT
 I Qubit sono le unità dell’informazione quantistica che vengono codificati
non da 1 o dallo 0 ma dallo stato quantistico dove sono situati le particelle
di un atomo che può assumere due valori in contemporaneamente quindi
sia 0 che 1

3. L’INFROMATICA QUANTISTICA
QUANTUM COMPUTING
L’INFORMATICA QUANTISTICA (O QUANTUM COMPUING) È LA 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.

4. COMPUTER QUANTISTICO
Il computer quantistico o quantico è un super
elaboratore che sfrutta le leggi della fisica e della
meccanica quantistica per sviluppare l’intelligenza
artificiale.
l’obbiettivo di oggi è sviluppare sistemi di
quantum computing, o costruire computer
quantistici, basati su centinaia o migliaia di qubit,
condizione che permetterebbe un vero “salto
quantico” nel numero e nella qualità di calcoli che
un computer quantistico potrebbe fare.
Costruito da Google

5. DIVERSI VALORI DEL BIT
Alla base del funzionamento dei computer quantistici troviamo il qubit, “alter
ego” del bit dell’informatica classica.
se quest’ultimo può assumere solo due valori ben determinati, il bit
quantistico può assumere diversi valori (riprende il “principio di
indeterminazione” di heisenberg) ed essere contemporaneamente sia “0” sia
“1”. proprio per questo il qubit è maggiormente versatile e più potente
rispetto alla sua alternativa “digitale”, permettendo di processare una
quantità maggiore di informazioni.

6. La sovrapposizione e l’entanglement sono due dei concetti cardine della teoria quanto-meccanica e
cooperano alla grande capacità di calcolo dei computer quantistici.
ENTANGLEMENT SOVRAPPOSIZIONE

7.  Il principio di sovrapposizione prevede che un elettrone immerso in
un campo magnetico possa avere la stessa rotazione allineato con il
campo (e in questo caso si dice che l’elettrone è in uno stato di spin-
up ovvero accelerazione ) oppure avere una rotazione opposta al
campo (l’elettrone è in stato di spin-down ovvero gira verso il basso).
Per le leggi della quantistica, una particella può anche essere in uno
stato di sovrapposizione e si comporta come se fosse sia in stato
di spin-up sia in stato di spin-down. Se applicato all’informatica
quantistica, il principio di sovrapposizione stabilisce che il qubit può
assumere contemporaneamente i due stati del bit “classico” e valere
“0” e “1” allo stesso tempo.
IL PRINCIPIO DI
SOVRAPPOSIZIONE

8. L’ENTANGLEMENT
Nell’Entanglement, definito
anche correlazione quantistica, le
particelle che hanno interagito in
passato conservano comunque una
connessione tra loro (solo se si trovano
in un sistema isolato). in questo modo,
conoscendo lo spin di una particella si
potrà conoscere automaticamente anche
lo spin della seconda particella: se la
prima è in spin-up, la seconda sarà
in spin-down, indipendentemente dalla
distanza che le divide. nell’informatica
quantistica ciò permette di trasferire
informazioni da un capo all’altro del
sistema in maniera praticamente
istantanea (teletrasporto quantico).

9. COMBINAZIONE DEI DUE PRINCIPI
Con la combinazione di questi due principi si consente la creazione di
sistemi informatici(computer quantistici),
caratterizzati da un’immensa velocità di esecuzione e da una grande capacità
di calcolo. se nell’informatica classica un sistema composto da due bit può
memorizzare solo una delle quattro possibili combinazioni binarie (00, 01,
10, 11), un sistema quantistico di 2 qubit è in grado di archiviare tutte e
quattro le combinazioni. va da se che, continuando ad aggiungere qubit al
sistema, le possibilità di archiviazione aumenterà esponenzialmente.

10. SVANTAGGI e PROBLEMI
• IL COMPUTER QUANTISTICO DEVE ESSERE PERFETTAMENTE ISOLATO
DA QUALSIASI INTERFERENZA PER NON AVERE UN COLLASSO NELLA
FASE DI CALCOLO.
• DIFFICOLTÀ PER CORREGGERE EVENTUALI ERRORI ALL’INTERNO DEL
SISTEMA
• DIFFICOLTA NEL RECUPERO DEI DATI IN USCITA DOPO UNA FASE DI
CALCOLO PUÒ METTERE A RISCHIO GLI STESSI DATI.

11. FONTI:
• FASTWEB.IT: WWW.FASTWEB.IT
• TECNOLOGIA.LIBERO.IT: WWW.TECNOLOGIA.LIBERO.IT
• AI4BUSINESS.IT:WWW.AI4BUSINESS.IT