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20 Ottobre 2020

COMPUTER QUANTISTICO

Dario Gil, di IBM, sostiene che modellare e capire la complessità naturale e artificiale è possibile attraverso l’unione sistemica e che i pc che risolvono i problemi esponenziali hanno bisogno di computer esponenziali e condizioni speciali.

I computer classici utilizzano il sistema binario per immagazzinare i dati. Il flusso dei dati rappresentato da 0 e 1 viene acceso o spento attraverso dei transistor.

 

I computer quantistici utilizzano delle particelle subatomiche, dove un elettrone è influenzato per assumere un allineamento che, come un transistor, permette il flusso di una mole di dati infinita, attraverso i qubit, il quanto di informazione, cioè la più piccola porzione scomposta di informazione codificata che è contemporaneamente sia uno 0 che1.

L’enorme quantità di dati gestibili, dietro la realtà complessa di tutti i giorni, ha un valore straordinario, e rappresenta un’occasione per migliorare le possibilità̀ analitiche e le capacità predittive degli ecosistemi. Il QC è considerato la prossima futura grande rivoluzione dell’Information Technology e promette di avere grossi impatti in tutti i settori grazie alle enormi potenzialità di calcolo che renderà disponibili.

Grazie alla “convergenza digitale” la statistica ha assunto un nuovo ruolo, con implicazioni etiche e morali molto pervasive nella vita delle persone. Le iniziative della Commissione Europea spingono molto verso la convergenza rapida tra risultati dei centri di ricerca e il loro recepimento da parte del tessuto produttivo, con una forte incentivazione di natura economica già in atto che vede un rafforzamento per i prossimi anni.

Dal punto di vista metrologico la tecnologia quantistica si caratterizzano per una grande attenzione alla qualità delle misure, per la certificazione e la standardizzazione. Nel caso degli orologi, le grandezze coniugate sono alcune funzioni del momento angolare quantistico dell’atomo: la sua proiezione sull’asse di quantizzazione (ottenuto attraverso un campo magnetico) porta l’informazione dell’orologio, mentre una data combinazione delle componenti su un piano ortogonale all’asse sono la grandezza coniugata.  L’ultimo filone di ricerca è la miniaturizzazione degli orologi ottici, che permetterà di trasferire le conquiste delle nuove tecnologie quantistiche su sistemi reali come satelliti e sistemi di telecomunicazione, permettendo così un balzo in avanti nel geo-posizionamento e nelle comunicazioni avanzate come quelle del 5G.

Molti sistemi di cifratura a protezione delle comunicazioni, transazioni e dati sensibili nei settori finanziario, sanitario, militare… si basano sulla difficoltà matematica di scomporre un numero grande nei suoi fattori primi (fattorizzazione).

Le più grandi compagnie di software per QC mettono a disposizione principalmente librerie Python interfacciabili ad hardware quantistico via-cloud o ad hardware classico adoperato come simulatore od emulatore a cui si accede o localmente o via-cloud.  Queste librerie sono sviluppate o da produttori di hardware quantistico (Qiskit di IBM Q, Cirq di Google, Forest di Rigetti, Strawberry Fields di Xanadu e Leap di D-Wave).

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