Le unità fondamentali dei computer quantistici

1. Qu-bit:le unità fondamentali
dei computer quantistici
Nigro Marika 5°C
A.S. 2019/2020 03/11/2019

2. Qu-bit
• Cosa sono
• Differenza bit e Qu-bit
• La sovrapposizione degli effetti e l’entanglement
• I problemi che presenta
• Le applicazioni

3. COSA SONO
Cosa è un computer quantistico.
I computer quantistici sfruttano le leggi della fisica e della meccanica quantistica per
l'elaborazione dei dati.
La loro unità fondamentale è il qubit, capace di svolgere i calcoli in contemporanea
grazie alla sovrapposizione di stati quantistici.

4. Qualche immagine per comprendere di cosa si tratta

5. Il classico bit Il nuovo Qu-bit
 Può assumere solo il valore di 0 o 1  può assumere un qualsiasi valore tra 0 e 1
COME?

6. COME?
entanglementprincipio di sovrapposizione
Ciò permette di trasferire informazioni da
un capo all’altro del sistema (ma
teoricamente anche da un capo all’altro
del mondo) in maniera praticamente
istantanea.
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.

7. Vediamo meglio questi due principi:
Il principio di sovrapposizione
prevede che
un elettrone immerso in
un campo magnetico possa
avere lo spin allineato con il
campo (elettrone in stato
di spin-up) oppure avere uno
spin opposto al campo (spin-
down). Per le leggi della
quantistica, una particella può
anche essere in uno stato di
sovrapposizione (sia in stato
di spin-up sia spin-down).
Nell’entanglement,
le particelle che hanno interagito
conservano una connessione tra
loro .In questo modo, conoscendo
lo spin di una si potrà conoscere
anche quello della seconda (una
spin up l’altra spin down)
indipendentemente dalla distanza
che le divide. Ciò permette di
trasferire informazioni da un capo
all’altro del sistema (ma
teoricamente anche da un capo
all’altro del mondo) in maniera
praticamente istantanea.

8. I problemi dei Qu-bit
Il sistema in cui si trovano le
particelle che vanno ad interagire
devono trovarsi in un sistema
completamente isolato
Né la manipolazione controllata di
atomi e particelle, né la loro
reciproca comunicazione né, infine,
la stesura di algoritmi adatti, sono
obiettivi facili da raggiungere
Il problema è che gli oggetti
quantistici sono
estremamente sensibili: basta
un campo magnetico
piccolissimo per interferire con
il loro stato. Qualsiasi tipo di
manipolazione è
immediatamente percebile.

9. Le applicazioni
«Per alcune applicazioni il computer quantistico sarà
esponenzialmente più veloce di quello a transistor come
ad esempio la crittografia (cybersecurity), le previsioni
metereologiche, la realizzazione di nuovi materiali. Le
prime applicazioni però saranno proprio nella scoperta e
nella realizzazione di nuovi materiali.
Un esempio che si fa spesso è quello relativo agli sviluppi
nell’ambito della cybersecurity. Oggi attraverso le reti di
fibra ottica inviamo miliardi di fotoni divisi in pacchetti.
È piuttosto difficile accorgersi immediatamente se
qualcuno ha copiato o intercettato queste comunicazioni.
In un “mondo” regolato dalla crittografia quantistica un
oggetto che associa a un bit di informazione un fotone
rivela immediatamente se qualcosa è andato storto, se un
bit di informazione è stato copiato o intercettato,
garantendo quindi la sicurezza della trasmissione.»
SECONDO «IL SOLE 24 ORE»

10. SITOGRAFIA
1. https://www.ilsole24ore.com/art/cosa-e-e-come-funziona-computer-quantistico--numeri-nuova-informatica-
AE0SlREH?refresh_ce=1
2. https://tecnologia.libero.it/cose-linformatica-quantistica-1006
3. https://www.fastweb.it/internet/cos-e-l-informatica-quantistica/
4. https://www.quantumguides.com/2019/03/29/bit-qbit/
5. https://www.google.com/url?sa=i&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwicntTErM_lAhUawAIHHQ2DD78QjB16BAg
BEAM&url=https%3A%2F%2Fwww.newgroove.it%2Fvendita%2Fqu-bit-electronix-
synapse%2F&psig=AOvVaw0rkstG0WHk7mCb4EiGNujn&ust=1572915078534078