Cos'è un computer quantistico? Scopriamolo insieme

Partendo dal presupposto che i computer classici, come anche smartphone e tablet, codificano le informazioni in "bit" composti dal linguaggio binario 0 ed 1, nei computer quantistici l'unità base di memoria è un bit quantistico, meglio noto come Qubit (o quantum bit).

I Qubit sono realizzati usando sistemi fisici, come l'orientamento di un fotone o lo spin di un elettrone, risultando molto complessi grazie alla loro capacità di potersi collocare in diverse disposizioni contemporaneamente, una proprietà nota come sovrapposizione quantistica. Inoltre i Qubit possono essere collegati tra loro inestricabilmente attraverso il fenomeno dell' entanglement quantistico, il che li rende capaci di rappresentare più cose allo stesso tempo.

Facciamo un esempio. Otto bit sono sufficienti ad un computer classico per rappresentare qualsiasi numero compreso tra 0 e 255, con otto qubit invece un computer quantistico li può rappresentare tutti contemporaneamente. Alcune centinaia di qubit entangled sarebbero sufficienti per raffigurare più numeri di quanti siano gli atomi dell'universo.

Ed è proprio per questa loro capacità che i computer quantistici sono molto più vantaggiosi rispetto i sistemi classici. In situazioni in cui esistono un gran numero di combinazioni possibili, il computing quantico può considerarle tutte simultaneamente. Le applicazioni sarebbero infinite, dal controllo del traffico in tempo reale al calcolo delle rotte ottimali, passando per previsioni meteorologiche sempre più accurate ed il calcolo dei modelli climatici, senza contare gli impieghi in finanza, chimica, medicina... tutto elaborato contemporaneamente.

Per ora purtroppo i computer quantistici sono ancora altamente sensibili a calore, campi elettromagnetici ed alle collisioni tra le molecole d'aria che possono far perdere al qubit le sue proprietà quantiche. Questo inconveniente, noto come decoerenza quantistica, causa un blocco del sistema che peggiora quante più particelle rimangono coinvolte.

I computer quantistici devono quindi proteggere i qubit da quante più interferenze esterne, isolandoli fisicamente, mantenendoli a temperatura controllata o annichilendoli con impulsi di energia particolarmente precisi.

Nuove ricerche sono state condotte per sviluppare tecniche che permettano di risolvere questi problemi e rendere i computer sempre più resistenti.