QUANTUM COMPUTING: ESEGUIRE OPERAZIONI DI CALCOLO COMPLESSE ATTRAVERSO LA MECCANICA QUANTISTICA

L’Italia si avvicina al Quantum Computing, che può implementare Machine Learning e Cybersecurity. La potenzialità dei computer quantistici e l’importanza della Scienza dell’Informazione Quantistica

In questo articolo si parla di:

Il Quantum Computing è una frontiera dell’applicazione informatica e promette di ottimizzare varie tecnologie, dalla crittografia, al Machine Learning fino ad arrivare alla cybersecurity. La filiera degli stakeholder che partecipano alla creazione di opportunità legate al Quantum Computing sono a lavoro per identificare ambiti applicativi, sperimentazioni e organizzazione di aziende e risorse.

Quantum Computing: le macchine adatte a operazioni meccanica quantistica

Il Calcolo Quantistico, o Quantum Computing – è un tipo di calcolo che sfrutta i fenomeni della meccanica quantistica – tali sovrapposizione, interferenza e entaglement. Le macchine che effettuano queste operazioni sono i computer quantistici, di dimensioni più elevate rispetto ai classici computer. Lo studio di nuove tecnologie per creare macchine più adatte alle operazioni di meccanica quantistica è un campo che appartiene alla Scienza dell’Informazione Quantistica.

In Italia, attraverso il PNRR, è in previsione un investimento in ricerca e innovazione rispetto alle potenzialità della Scienza dell’Informazione Quantistica e delle sue possibili applicazioni.

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Implementazione dei computer quantistici grazie alla Rete Quantistica

La Rete Quantistica, base per la Comunicazione Quantistica, permette la trasmissione di informazioni quantistiche tra processori separati fisicamente. Un computer quantistico deve essere in grado di inviare qubit da un processore quantistico ad un altro. Tra i computer è necessaria una trasmissione tramite un cluster. Tale processo è definito calcolo quantistico distribuito. Il calcolo quantico in rete permette di implementare i computer quantistici, nella direzione di aggiungere processori quantistici a quelli già esistenti per aumentare le capacità complessive di calcolo quantistico. In tal senso, la rete quantistica è essenziale per la trasmissione di informazioni quantistiche (bit quantistici o qubit) tra processori quantistici distanti fisicamente.

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Teoria della Complessità Quantistica: risolvere problemi grazie a capacità di calcolo superiori

Qualsiasi problema di tipo computazionale che può essere risolto da un computer tradizionale può essere risolto anche da un computer quantistico. Non è vero il contrario, tuttavia, perché in termini di capacità di calcolo, gli algoritmi quantistici messi di fronte a talune complessità hanno capacità di calcolo superiori. Si tratta in particolare di problemi con una elevata complessità temporale, nella quale il computer quantistico ha capacità di risoluzione più rapide rispetto al computer tradizionale. La Teoria della Complessità Quantistica è la scienza che studia la complessità di risoluzione dei problemi della macchina quantistica rispetto alla computer classico.

“Il calcolo quantico in rete permette di implementare i computer quantistici, nella direzione di aggiungere processori quantistici a quelli già esistenti per aumentare le capacità complessive di calcolo quantistico.”

Progetti internazionali di Quantum Computing

A livello internazionale, sono state attuate recentemente delle applicazioni del Calcolo Quantistico. In Olanda, per quattro città olandesi si è cercato di sviluppare un sistema di comunicazione quantistico, mentre in Cina è stato sviluppato un sistema che utilizza il satellite MICIUS per crittografare dei dati tramite un processo quantistico, utilizzando dei collegamenti fisici tra due processori.

Author: Claudia Sistelli

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