Cos'è un computer quantistico?
Un computer quantistico è qualsiasi dispositivo che sfrutta i fenomeni meccanici quantistici per eseguire algoritmi. Poiché i computer quantistici hanno proprietà computazionali fondamentalmente diverse rispetto ai computer convenzionali, i dati detenuti nei computer quantistici sono indicati come qubit anziché bit. Nei computer convenzionali i dati sono rappresentati da scanalature microscopiche su un disco rigido. In un computer quantistico, i dati sono rappresentati dalle proprietà quantistiche di una determinata molecola o insieme di molecole.
Invece di eseguire calcoli recuperando i dati da un disco rigido e elaborando un circuito integrato pieno di gate logiche, i dati del processo di computer quantistici bombardando la molecola di contenimento delle informazioni con scatti di radio. Ogni ciclo di bombardamento rappresenta un'operazione algoritmica sui dati contenuti nella molecola. Quando l'algoritmo termina, viene misurato lo stato quantico della molecola, un processo che a sua volta distorce il risultato finale. Ciò è dovuto ai fondamentalmenteNatura incerta della meccanica quantistica.
Per aggirare questa difficoltà, gli algoritmi di calcolo quantistico vengono eseguiti più volte e la media ponderata della uscita si avvicina asintoticamente alla risposta corretta. Poiché i fenomeni meccanici quantistici sono intrinsecamente probabilistici piuttosto che deterministici, non è possibile una risposta ben definita al primo tentativo.
I computer quantistici possiedono determinate funzionalità che mancano i computer classici. Il calcolo quantistico consente la rapida fattorizzazione di grandi numeri (una minaccia esplicita per le tecniche crittografiche convenzionali), la simulazione più accurata dei fenomeni quantistici e una ricerca di database molto efficiente.
Per qualsiasi spazio di ricerca di dimensioni n nodi, in cui ciascun nodo rappresenta una possibile soluzione a un problema, esiste solo una possibile soluzione e ogni nodo deve essere controllato singolarmente per le proprietà che corrispondono a una soluzione corretta,Quantum Computing offre un fantastico accelerato. Nei computer convenzionali, il tempo medio di ricerca è il tempo necessario per verificare ogni nodo il numero di nodi ( n ) diviso per due (è probabile che la soluzione si troverà circa a metà della ricerca). Nei computer quantistici, il tempo medio di ricerca è il tempo necessario per controllare ogni nodo volte la radice quadrata di n . Ciò conferisce un enorme vantaggio che diventa più impressionante solo quando stiamo prendendo in considerazione problemi più grandi.
Non è ancora possibile concepire tutte le applicazioni dei computer quantistici maturi. Il maggior numero di qubit mai contenuti all'interno di un sistema di calcolo quantistico è 7. Poiché la ricerca di calcolo quantistico continua rapidamente su molti milioni di dollari in finanziamenti, sarà solo una questione di tempo fino a quando non si verifica una svolta critica e vengono inventate applicazioni impressionanti.