Computer quantistico, cosa sono, cosa ci aspettiamo.

Parlare di un computer quantistico, per uso domestico, sembrava quasi fantascienza, ora ci stiamo avvicinando a passi da gigante, ma cosa sono? come funzionano?

Un computer quantistico è una macchina che al posto di utilizzare gli attuali bit elettronici (condizione numerica 0-1), utilizza i qubit, sfruttando le leggi della fisica e della meccanica quantistica per l’elaborazione dei dati , aprendo anche la strada all’intelligenza artificiale.

Ad oggi, risulta sempre più difficile andare avanti con l’attuale tecnologia miniaturizzata di una CPU innovativa, che vanta circa 30 miliardi di transistor al suo interno, con una tecnologia da 5 nanometri usata da IBM, oltre questa tecnologia inizia veramente una strada in salita, miniaturizzare ancora sembra quasi impossibile, questo fa si di seguire altre strade, come l’utilizzo di atomi e particelle.

Un atomo può essere contemporaneamente 0 e 1, al contrario del bit, che può essere 0 oppure 1, ma non tutte e due contemporaneamente, inoltre gli atomi e le particelle sub atomiche possono creare ed esistere in situazioni stratificate, (sovrapposizione di stati quantistici), questo espande in modo incredibile le capacità di elaborazione, visto che queste sono anche le basi dell’intelligenza artificiale.
Un computer quantistico può elaborare più dati e soluzioni contemporaneamente, trovando simultaneamente più soluzioni al problema, riconoscendo la strada più breve per arrivarci, mentre l’attuale situazione può solamente processare soluzioni e calcoli in modo sequenziale.

Un atomo o particella, abbiamo visto che può essere sia zero che uno, o entrambi contemporaneamente, può essere per il 10% uno, e per il 90% zero, oppure, per il 40% uno e per il 60% zero, come vediamo le combinazione e percentuali possono essere molteplici e varie, e questa flessibilità aumenta notevolmente le potenzialità di calcolo, pensiamo che 2 qubit possono avere 4 stati quantistici contemporaneamente, 4 qubit hanno 16 stati, 16 qubit hanno 256 stati quantistici, per calcolare gli stati quantistici basta moltiplicare per lo stesso numero di qubit es: 16 qubit x 16=256 , e cosi via.



Le soluzioni possono essere da 5 a 16, da 20 a 50 qubit. Google ha sviluppato anche un processore quantistico da 72 qubit, la vera difficoltà di progettazione di questo sistema, è controllare con precisione gli atomi e le particelle e la temperatura, perché anche una minima instabilità delle particelle significa una perdita di dati, inoltre tale sistema richiede un raffreddamento molto preciso allo zero,

Si pensi, che la prima idea di un computer quantistico risale al 1982, e fu esposta da Richard Feynman. Nel corso degli anni, ricercatori e scienziati si sono immersi nella ricerca, e nel 2011 la D-ware, annuncia il primo computer quantistico a 128  qubit (16.384 stati quantistici), e nel 2013 la stessa casa annuncia il primo processore a 512 qubit. La società canadese ha già annunciato un processore quantistico da 2000 qubit, ma si vocifera che sia arrivata già a 5000 qubit, e oltre, insomma, una vera gara contro il tempo per aggiudicarsi un mercato vergine che potrebbe far guadagnare milioni e milioni di euro/dollari . Ci attendiamo feroci battaglie informatiche. 

D ware system 2000Q
D ware system 2000Q

IBM ha presentato ” Q SYSTEM ONE ” il primo computer quantistico, dove le aziende potranno provare la sua potenzialità via cloud, 

Computer quantistico IBM Q SYSTEM ONE
Computer quantistico IBM Q SYSTEM ONE

 

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