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Ho letto che alla fine degli anni 70 un gruppo di scienziati americani introdusse per la prima volta il concetto di computer quantistico, il cui funzionamento dovrebbe basarsi sulla meccanica quantistica e le cui applicazioni vengono studiate da una nuova scienza interdisciplinare la Qis (quantum information science) un mix di fisica, informatica e ingegneria. Nel 1994 Peter Shor della At&T giunse ad elaborare un algoritmo per scomporre un numero in fattori primi. Per eseguire la fattorizzazione di un numero di 129 cifre Shor fece lavorare 1600 workstations in parallelo per 8 mesi. Per fattorizzare un numero di 250 cifre un computer tradizionale impiegherebbe 800 mila anni, per un numero di 1000 cifre occorrerebbe un tempo superiore all'età dell'universo. Shor ha mostrato invece che per quest'ultima operazione con un algoritmo quantistico basterebbero pochi milioni di step. Questo tipo di macchina si basa su alcune proprietà quantistiche di atomi (quantum bit) che assumono oltre ai valori 0 e 1 ogni possibile sovrapposizione tra i 2 valori. Governando le interazioni tra quantum bit è possibile avere velocità nelle operazioni di calcolo enormemente maggiori rispetto ad una macchina tradizionale, cioè la gestione della indeterminazione offre potenzialità di calcolo impensabili. Come si può spiegare con semplicità il fondamento di tutto questo? (Raffaele Zando) |
Possiamo misurare lo stato di |f> nella base |0>,|1>. Il risultato di questa misura non è deterministico , ma si può ottenere il valore |0> o |1> rispettivamente con probabilità |a|2 e |b|2. Usando N bit possono essere rappresentati 2N numeri diversi. Analogamente, lo stato quantistico di N qubit può essere rappresentato come un vettore di dimensione 2N. Un calcolo quantistico può essere descritto nel seguente modo. Assembliamo gli N qubit preparandoli in un dato valore iniziale e applichiamo una trasformazione a questo sistema (una sequenza di trasformazioni elementari che attuano su un numero ridotto di qubit). La misura dello stato finale, progettando ogni qubit nella base |0> |1>, ci darà il risultato del calcolo. Notare che il risultato del calcolo è probabilistico, ossia, noi possiamo eseguire esattamente lo stesso calcolo due volte e otterremmo due diversi risultati. Vediamo alcuni aspetti positivi di quello che finora rappresenterebbe solo un handicap. David Deutsch Maria Lorenza Ferrer - Fisico |
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