YOUTUBE Computer quantico completamente riprogrammabile con laser

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ROMA – Nell’università del Maryland è stato costruito e testato il primo computer quantico completamente riprogrammabile. Il test segna un passo importante nello sviluppo di potenti macchine risolvi problemi, che sfruttano le strane proprietà delle particelle subatomiche. Al centro del dispositivo ci sono solo cinque ioni – atomi elettricamente carichi – intrappolati in un campo magnetico , che vibrano da raggi laser con un raggio di precisione.

Manipolando gli ioni, in modo che si possa sfruttare la loro capacità di essere in più di uno stadio allo stesso tempo, che è l’essenza della computazione quantistica, gli scienziati sono stati in grado di eseguire programmi altrimenti difficili o impossibili per un computer convenzionale. Uno di questi, comprende l’esecuzione di un calcolo in un unico passaggio che normalmente richiede più fasi.

Un altro, invece, ha dimostrato la quantum trasformata di Fourier ( QFT ) , un’ operazione matematica che potrebbe essere utilizzata per rompere i codici di crittografia altamente sicuri.
Nonostante sia composto da soli cinque “qubit” – l’equivalente quantico dei bits- i ricercatori dell’unviersità del Maryland affermano che il computer quantico è altamente flessibile. Il fisico quantistico Christopher Monrow, ha detto:”Il nostro esperimento porta la quantistica ad un livello superiore di funzionalità, consentendo di essere programmati e riconfigurati con un software”.
I computer convenzionali utilizzano lunghe stringhe di zeri e di uno per rappresentare stati “on” o stati ‘off’ per memorizzare numeri,lettere e simboli ed eseguire calcoli. Questi sono i cosiddetti “bits”. Per esempio, in un linguaggio informatico la a maiuscola è 1000001.

Tuttavia, un computer quantistico “qubit” può essere uno zero o un uno, o di fatto qualsiasi combinazione dei due simultaneamente. Ciò è dovuto alle strane leggi della meccanica quantistica, attraverso il quale le particelle sub-atomiche vivono in un mondo spettrale dove non c’è una realtà dura e veloce- solo una miriade di possibilità. Rimangono in una molteplicità di stati simultanei, noti come “sovrapposizioni”, fino a quando non si osservano o vengono disturbati. Solo allora collassano verso il basso, in uno stato o in un altro. Utilizzando qubit, i computer quantistici potrebbero teoricamente risolvere problemi complessi, che priverebbero di importanza i “classici” computer. Tuttavia, rendere i computer quantistici una realtà pratica è ancora una sfida enorme.

Un certo numero di dispositivi sono stati costruiti per svolgere solamente una funzione, e non possono essere programmati per eseguire i software tradizionali. Ma questo nuovo computer sviluppato nel Maryland ha portato il computing quantistico su un altro livello, perché programmabile. La macchina utilizza degli ioni, manipolati da un laser, che sono l’equivalente degli interruttori e dei transistor di potenza che hanno i computer normali.

Inoltre, sfrutta un fenomeno quantistico chiamato entanglement, permettendo ai singoli ioni di perdere la loro indipendenza, facendoli comportare come se fossero parte di un unico sistema. Sul dispositivo sono stati testati tre algoritmi, due dei quali sono riusciti più del 90 per cento delle volte, mentre la trasformata di Fourier ha avuto un tasso di successo del 70 per cento, secondo il documento pubblicato sulla rivista Nature.