Cosa è possibile fare con un computer quantistico?

Per introdurre le applicazioni dei computer quantistici è probabilmente più efficace chiedersi cosa i computer tradizionali non possono fare.

Portando un’esempio, la semplice operazione matematica di moltiplicazione può essere codificata dai calcolatori partendo dai fattori per giungere al prodotto, e viceversa, dal prodotto ai fattori che lo hanno generato, quest’ultima operazione prende il nome di “scomposizione in numeri primi”.

Ebbene i computer tradizionali riescono agevolmente a eseguire operazioni di moltiplicazione, ma sono estremamente inefficienti per quanto riguarda la scomposizione dei numeri.

Una curiosità è che questa peculiarità è sfruttata nelle tecniche di criptografia, in quanto le chiavi necessarie a decodificare dati si basano su operazioni che computer tradizionali eseguirebbero in un lasso di tempo estremamente lungo.

La motivazione alla base di questa inefficienza risiede nell'unità di base dell'informazione veicolata dai computer tradizionali, i bit, che possono trasmettere solamente due tipi di informazioni, 0 oppure 1; diversamente in meccanica quantistica esistono particelle che possono contenere una quantità enorme di informazione, attraverso uno stato che prende il nome di sovrapposizione quantistica, e va a formare l’unità di base dei processori quantistici, i Qubit.

Questi bit quantistici hanno permesso a Sycamore, il potente computer quantistico di Google, di eseguire un calcolo per la dimostrazione che una sequenza di numeri casuali è realmente casuale in circa 3 minuti; diversamente Summit, il supercomputer (tradizionale) più potente al mondo, avrebbe impiegato circa 10 mila anni.

Le applicazioni possibili per questa potenza di calcolo spaziano in un'infinità di settori, come la medicina o la scienza dei materiali, che si basano su ricostruzioni molecolari richiedenti enorme potenza computazionale.

In attesa di nuovi sviluppi avete già letto l'articolo sul computer quantistico a "buon mercato"?