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COMPUTER QUANTISTICO

Pur essendo un computer il nome “computer quantistico” è estremamente riduttivo poiché esso funziona in modo completamente diverso rispetto a ciò che chiamiamo un computer. E vengono chiamati così nel vero senso della parola di macchina che computa, che calcola e quantistico poiché non ragionano secondo la fisica classica ma quella quantistica ed è proprio il cambio di paradigma che li rende così rivoluzionari.

A differenza dei comunissimi computer i quali lavorano con i “bit” che possono assumere lo stato di “0” assenza di informazione e ”1” presenza di informazione, essi lavorano con i “Qubit” i quali possono assumere lo stato di “0”, lo stato di “1” o qualsiasi stato intermedio detto “super posizione”. Però nel momento in cui si interviene per leggerlo il risultato assume lo stato di “0” o “1” . 

Con 2 bit si può rappresentare un informazione su quattro disponibili, con 2 Qubit si possono rappresentare tutte le quattro informazioni anche contemporaneamente per un totale di sedici informazioni.

Come si può intuire bastano una manciata di Qubit per rappresentare un numero enorme di informazioni. 

Ma quale utilità ha un dispositivo che può rappresentare un numero enorme di informazioni se posso chreare tranquillamente questa pagina web dal mio IPad?

Come già detto inizialmente questi dispositivi sono da intendersi con il significato di “computer” vero e proprio cioè di macchina che computa, che calcola e per l’appunto sono capaci di svolgere in pochissimo tempo calcoli che il più potente supercomputer tradizionale attuale e futuro impiegherebbe millenni.

Basti pensare che google a novembre del 2019 annunciò la “supremazia quantistica”, cioè ad acquisire una potenza superiore con un computer quantistico che con il più potente supercomputer esistente, con un computer quantistico di soli 53 Qubit il quale impiegò appena tre minuti e venti secondi a risolvere un calcolo che il loro più potente supercomputer avrebbe impiegato in diecimila anni.

Inoltre i computer quantistici non possiedono tutta l’architettura dei computer classici fatta in RAM, ROM, e CACHE poiché i Qubit svolgono sia i calcoli e conservano la memoria.

Ma come è fatto un super computer?

Così come le possibilità applicative di questi dispositivi sono innumerevoli anche il modo di crearli cambia ma una costante che accomuna ogni metodo di funzionamento di un computer quantistico è il freddo. Le temperature necessarie a raffreddare un computer quantistico sono quasi vicine allo zero assoluto (0°K), circa -272°C, poiché così come viaggiare alla velocità della luce è impossibile alle leggi della fisica anche lo 0 assoluto lo è.

Questo tipo di impianto è così importante che le immagini pubblicate da Google del loro computer quantistico ritraggono per l’appunto l’impianto di raffreddamento.

Il metodo utilizzato dai laboratori di ricerca per creare un computer quantistico  utilizza un wafer di silicio collegati a un transistor dove in una delle gabbie vi sono posti atomi di fosforo e tutto l’insieme viene portato alla temperatura accennata prima. In seguito con delle microonde si fornisce energia ad un singolo atomo il quale a seconda dell’energia fornita può saltare al wafer opposto dove il transistor lo leggerà come un segnale elettrico.