Qubit, quanto manca?

MicheleAmoretti5_optLouis Pasteur diceva che “non c’è ricerca applicata, ci sono solo applicazioni della ricerca fondamentale”. Uno degli esempi più lampanti di questa famosa massima è il computer quantistico, ipotizzato da Richard Feynman nel 1982 e successivamente studiato da molti fisici e informatici. Tale sistema di elaborazione si basa sulla meccanica quantistica, la teoria di riferimento per descrivere la fisica dei fenomeni su scala atomica e subatomica.

La teoria del quantum computing (elaborazione quantistica) è vent’anni avanti rispetto alla pratica. Sono stati progettati algoritmi e protocolli sorprendenti, che promettono di risolvere in tempo lineare – cioè proporzionale alla quantità di dati da elaborare – problemi che, con l’elaborazione classica, richiederebbero un tempo esponenziale. È il caso dell’algoritmo di Shor (dal nome del matematico che lo ha ideato), in grado di fattorizzare velocemente numeri primi molto grandi – e quindi di scardinare sistemi crittografici ritenuti sicurissimi, come ad esempio RSA. Dal punto di vista pratico, però, non è stato ancora realizzato hardware sufficientemente grande da svolgere elaborazioni quantistiche di rilievo. L’informazione quantistica è racchiusa in sistemi chiamati qubit (quantum bit). Ciascun qubit può trovarsi in due stati distinti (corrispondenti ai classici 0 e 1) o nella sovrapposizione dei due stati. Solo effettuando una misurazione è possibile ottenere un valore binario preciso. I computer quantistici, per essere di utilità pratica, dovrebbero avere decine, se non centinaia di qubit. La tecnologia esistente più promettente (ion trap) consente di realizzare al massimo sistemi a 14 qubit: ancora troppo pochi. Ma, come vedremo nei prossimi articoli, gli ultimi mesi sono stati caratterizzati da alcune importanti novità.

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