Mai sentito parlare di Quantum bit o qbit? Per capire cosa è un qbit partiamo dalla definizione di bit: un bit è l'unità di misura dell'informazione (dall'inglese "binary unit"), definita come “la quantità minima di informazione che serve a discernere tra due possibili eventi equiprobabili”, 0 e 1. il qbit è il bit-quantistico, cioè afferisce al mondo, affascinante, della meccanica quantistica.
Ma cos'è la meccanica quantistica? La prima cosa che bisogna tenere a mente è che "Quelli che non sono rimasti scioccati quando si sono imbattuti per la prima volta nella teoria quantistica non possono averla capita" (Niels Bohr).
Detto questo, partiamo dai principi basilari della fisica quantistica:
1) Sia la luce che le particelle che costituiscono gli atomi, cioè gli elementi fondamentali che compongono la materia - quindi noi stessi e la realtà a noi manifesta - sono costituite da minuscoli concentrati di energia detti Quanti, che hanno una duplice natura: ondulatoria e corpuscolare. Più precisamente, a livello subatomico, la materia presenta le caratteristiche tipiche delle onde e solo all'atto dell'osservazione assume un comportamento corpuscolare. Facciamo un esempio, grazie all’aiuto del mitico “Dr. Quantum”
2) Non è possibile conoscere simultaneamente la velocità e la posizione di una particella quantistica, poiché quanto maggiore è l'accuratezza nel determinarne la posizione tanto minore è la precisione con la quale si può accertarne la velocità e viceversa, questa proprietà è conosciuta come Principio d'Indeterminazione di Heisenberg (1901 – 1976) fisico tedesco premio Nobel nel 1932. L'indeterminazione non dipende dai limiti dei nostri strumenti, che comportano necessariamente una interazione più o meno grande con l'oggetto da sottoporre a misurazione, bensì rappresenta una caratteristica intrinseca della materia. Bene, se avete resistito fin qui possiamo introdurre il terzo postulato fondamentale:
3) Se due particelle si fanno interagire per un certo periodo e quindi vengono separate, quando si sollecita una delle due in modo da modificarne lo stato, istantaneamente si manifesta sulla seconda una analoga sollecitazione a qualunque distanza si trovi rispetto alla prima. Tale fenomeno è detto "Fenomeno dell'Entanglement". Il fenomeno dell'entanglement viola il «principio di località» per il quale ciò che accade in un luogo NON può influire immediatamente su ciò che accade in un altro.
La fisica quantistica è ormai alla base di tutta la Scienza, le proprietà dei quanti non solo spiegano il mondo atomico e subatomico ma altresì decifrano numerosi aspetti relativi all'astrofisica e alla cosmologia e, più recentemente, anche molteplici fenomeni inerenti la biofisica, la genetica e le neuroscienze. È in questo contesto che va inquadrata la scoperta del Team di Ricerca Australiano dell'Università di Sydney, Nuovo Galles del Sud, che ha dichiarato di aver creato il primo Bit-quantistico e pubblicato i risultati della ricerca sull’ultimo numero di Nature. Andrew Dzurak, il capo ricercatore del team, sostiene di aver utilizzato “un campo di microonde” per ottenere il controllo su un elettrone di un atomo di fosforo “impiantato” in un atomo di silicio. Il gruppo è sato in grado di leggere e scrivere informazioni utilizzando lo “spin” dell’elettrone (non prendetevela con me, è la materia che è complicata! (ndR)
La definizione di Spin tratta da Wikipedia: “In meccanica quantistica lo spin (letteralmente giro vorticoso) è una grandezza associata alle particelle che concorre a definirne lo stato quantico. Lo spin è una forma di momento angolare, avendo di tale entità fisica le dimensioni e, pur non esistendo una grandezza corrispondente in meccanica classica, per analogia richiama la rotazione della particella intorno al proprio asse (viene anche definito come 'momento angolare intrinseco')”.
“Questo è un risultato notevole sia per quanto riguarda comprensione della natura nel suo intimo funzionamento, sia nella comprensione della computazione quantistica” ha detto Dzurak. I futuri computer quantistici sfrutteranno la potenza di atomi e molecole per eseguire calcoli e memorizzare dati e saranno milioni di volte più performanti rispetto ai più avanzati computer moderni.
Andrea Morello, research partner di Dzurak, sostiene che “i computer quantistici saranno in grado di svolgere milioni di operazioni in parallelo e saranno imbattibili nel 'bucare' codici di crittografia, ricerca nelle banche dati e saranno letteralmente in grado di manipolare molecole biologiche con evidenti, enormi, passi in avanti nella farmacologia e nella genetica”. il passo successivo della ricerca sarà quello di combinare coppie di qbit in una “porta logica” (Le porte logiche sono: le porte a due variabili AND, OR, XOR, NOR, NAND, XNOR e a singola variabile NOT. In particolare le porte OR, AND e NOT costituiscono un insieme funzionalmente completo: attraverso gli operatori logici che implementano è possibile generare qualsiasi funzione logica).
La ricerca è stata finanziata dal governo australiano, l'esercito degli Stati Uniti, il governo dello stato del New South Wales, l'Università del New South Wales e dall'Università di Melbourne. Evidentemente la posta in gioco è molto alta se tutti questi enti si sono mossi con i finanziamenti. Ed in effetti le potenzialità sono enormi.
Fonte:
www.nextme.it/tecnologia/innovazione/4376-meccanica-quantistica-compute...