Il calcolatore quantistico

Approfondimento a cura della redazione ScienzaPerTutti

Quale è la differenza tra un computer tradizionale e un computer quantistico ? Per rispondere alla domanda dobbiamo tornare alla base della teoria dell'informazione: il bit. Nei calcolatori odierni la minima informazione memorizzabile corrisponde al cosiddetto bit che può assumere due valorI: i valori i di 1 (Vero) o 0 (Falso). Questo viene realizzato con opportuni circuiti elettrici dove due stati di sollecitazione (p.e. 5 volt o 0 volt) elettrica vengono interpretati nel linguaggio aritmetico in 0 e 1. Nulla in linea di principio vieta di codificare l’informazione tramite un sistema microscopico, ad esempio negli stati elettronici di un atomo, o nelle polarizzazioni di un fotone. Nei calcolatori quantistici le informazioni saranno memorizzate e trattate non più su circuiti elettronici, transitor o chip come nei calcolatori odierni ma direttamente su atomi, molecole o gruppi di questi. Il punto cruciale è che la meccanica quantistica permette ad un fotone, o ad un atomo, di esistere anche nella sovrapposizione coerente dei due stati. In questo caso, le leggi delle meccanica quantistica comportano che oltre agli stati 1 e 0 è possibile anche uno terzo stato, uno stato intermedio o indeterminato, che non può essere considerato 1 o 0. Significa che un qubit (l’equivalente quantistico del bit) può trovarsi non solo in due stati corrispondenti ai valori logici 0 e 1 (come il transistor) ma può essere contemporaneamente sia nello stato 0, sia nello stato 1. Ne consegue che due qubit possono essere contemporaneamente nei quattro stati 00, 01, 10 e 11. Questo rende il qubit molto più versatile in problemi di calcolo rispetto al bit attuale. Con una trentina di qubit si raggiungerebbero in fatti le performance di un buon PC classico, almeno in teoria.

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