Computer quantistico

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Un computer quantistico (o quantico) è un nuovo dispositivo per il trattamento ed elaborazione delle informazioni che per eseguire le classiche operazioni sui dati utilizza i fenomeni tipici della meccanica quantistica, come la sovrapposizione degli effetti e l'entanglement.

Descrizione[modifica | modifica wikitesto]

Per decenni, l'aumento della potenza dei computer è andato di pari passo con la miniaturizzazione dei circuiti elettronici, un fenomeno codificato empiricamente nella Legge di Moore: la densità dei transistor su un microchip e la relativa velocità di calcolo raddoppiavano ogni 18 mesi circa.

La miniaturizzazione dei componenti, però, non può procedere all'infinito, e in effetti si è fermata alle soglie del mondo microscopico, governato dalle leggi della meccanica quantistica. Con una felice intuizione dei teorici della computer science, la meccanica quantistica, da limite che era, è stata trasformata in un'opportunità grazie a cui realizzare una macchina per il calcolo automatico caratterizzata da una potenza di calcolo enormemente superiore a quella dei computer convenzionali: il computer quantistico.
Al posto dei convenzionali bit, le unità d'informazione binaria, indicate convenzionalmente dalle cifre 0 e 1, e codificate dai due stati "aperto" e "chiuso" di un interruttore, nel computer quantistico si usano i qubit., codificati dallo stato quantistico di una particella o di un atomo. Lo spin di una particella per esempio, ha due orientamenti o stati “su” e “giù” che possono codificare le informazioni binarie. A rendere interessante ai fini del calcolo le particelle atomiche e subatomiche è il fatto che possono esistere anche in una sovrapposizione di stati quantistici, ampliando enormemente le possibilità di codifica delle informazioni e quindi le possibilità di affrontare problemi estremamente complessi.

Tuttavia, né la manipolazione controllata di atomi e particelle né la loro reciproca comunicazione né infine la stesura di algoritmi adatti allo scopo sono obiettivi facili da raggiungere nel calcolo quantistico. Per questo motivo, la lunga strada per la realizzazione di un computer quantistico è solo agli inizi. [1]

Cronologia[modifica | modifica wikitesto]

La prima idea di computer quantistico la espose Richard Feynman nel 1982 pensandolo sulla base della sovrapposizione di stati delle particelle elementari.

Anche Eric Drexler indipendentemente rifletté sulla costruzione di computer molecolari (Nel suo libro Engines of creation: Motori della creazione).

Schema del computer di Kane

Nel 1985 David Deutsch ne dimostrò la validità.

Nel 1994 Peter Shor dimostrò che così sarebbe stato possibile fattorizzare qualsiasi numero a grandi velocità.

Nel 1998 il fisico Bruce Kane propose la costruzione di un elaboratore quantistico su atomi di fosforo disposti su uno strato di silicio di 25 nanometri. È il computer quantistico di Kane.

Molte scoperte e innovazioni, che possono aiutare nella costruzione di un computer quantistico, si susseguono di continuo, e i campi di studio per arrivare ad applicazioni pratiche sono la nanotecnologia (nanoelettronica, optoelettronica e elettronica molecolare, nanochimica, fotonica, fisica delle particelle), la spintronica oltre che all'informatica, alla crittografia e alla logica quantistica.

Nei computer quantistici potrebbero essere utilizzati nanotubi di carbonio (utilizzabili come memorie o come elaboratori d'informazione), la correlazione quantistica (comunicazione), atomi artificiali, fotoni (comunicazione), materiali superconduttori e autoassemblanti, pozzi quantistici.

Il 28 giugno 2013 è stato reso pubblico il computer quantistico D-Wave

Storia[modifica | modifica wikitesto]

La prima idea sulla possibilità di costruire dei computer utilizzando il comportamento delle particelle elementari (specialmente la loro non-località o entanglement) era venuta a Murray Gell-Mann (Nobel 1969 per la fisica), che nel 1982 aveva intravisto come, sfruttando quelle proprietà delle particelle elementari così contro-intuitive, si sarebbe potuto disporre di un formidabile nuovo elemento-base per un nuovo tipo di informatica.

Innovazioni[modifica | modifica wikitesto]

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ Le Scienze.
  2. ^ Dimostrazione pubblica di Orion
  3. ^ Un computer a raggi T
  4. ^ D-Wave annuncia il primo computer quantistico

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