Il quantum computing


Computer quantistico
Una panoramica sul quantum computing

Avevamo parlato della legge di Moore in un precedente articolo, spiegando di come i computer odierni potrebbero essere sostituiti in futuro dai computer quantistici.


Ma cosa c'è alla base di questi “fantomatici” computer? Nei computer tradizionali i bit sono la rappresentazione più piccola di un’informazione, che può essere trasmessa sotto forma di 0 o 1. Lo stesso accade nei computer quantistici, nei quali però gli elementi base dell’informazione sono chiamati “quantum bit” o, abbreviato, “qubit”. Essi possono assumere un valore corrispondente sia a 0 che a 1 ma, a differenza dei bit, possono anche trovarsi contemporaneamente in entrambi gli stati, questa situazione è chiamata “sovrapposizione quantistica”. Il valore di un qubit può essere rappresentato dallo spin degli elettroni, dalla polarizzazione di un fotone o dai livelli di energia di un elettrone che orbita intorno all’atomo.


Il fatto particolare dei computer quantistici è che non andranno realmente a sostituire in toto i computer odierni ma questi verranno usati solamente per calcoli molto complessi, nei quali si otterranno prestazioni nettamente migliori. I computer quantistici non miglioreranno quindi sotto l’aspetto della singola operazione matematica, che è già abbondantemente rapida nei computer tradizionali, ma verranno utilizzati per fare operazioni più complesse da un punto di vista computazionale grazie alla proprietà chiamata “parallelismo quantistico”. Ciò significa che a differenza dei computer odierni, in cui prima di avere un output devono essere fatti tutti i calcoli sui diversi circuiti presenti, nei quantum computer questi calcoli vengono fatti tutti insieme in un solo circuito.


I computer quantistici sono tuttora oggetto di ricerca per molte aziende: nel 2019 Google, con un computer a 53 qubit, è riuscita a risolvere un problema in 200 secondi, che avrebbe richiesto 10.000 anni al computer IBM Summit, il più potente del mondo, IBM però ha dichiarato che con i giusti settaggi sarebbero serviti solo 2 giorni e mezzo. Sempre secondo IBM, per commercializzare un computer quantistico servirebbero almeno 1121 qubit.


Conoscevate già queste particolari macchine?

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