Lezione 1 – Introduzione ai computer quantistici

I computer quantistici sono basati su architetture logiche e tecnologie totalmente differenti rispetto ai computer che, d’ora in poi, definiremo computer classici.

Un computer quantistico è una macchina in grado di eseguire algoritmi di calcolo quantistico, cioè algoritmi basati su un nuovo tipo di informatica chiamata informatica quantistica.

Il termine quantistico, o quantico, deriva dalla teoria fisica dei quanti, che attualmente è il modello fisico più accurato che abbiamo per descrivere il nostro universo, a partire dal mondo sub atomico.

Il sistema matematico utilizzato per descrivere e prevedere i fenomeni fisici secondo la teoria dei quanti è chiamato meccanica quantistica ed è stato definito a partire dagli anni ’20 del secolo scorso.

Nella seconda metà degli anni ’80 alcuni matematici e teorici dell’informatica hanno ipotizzato l’impiego della meccanica quantistica nella scienza dell’informazione, creando una nuova disciplina basata su un modello astratto di calcolo che venne ipotizzato molto più potente rispetto all’informatica classica, in grado di risolvere problemi per i quali gli algoritmi scoperti fino ad oggi richiederebbero tempi assolutamente irrealistici, spesso superiori all’età dell’Universo.

In questa prima lezione approfondiremo questi concetti e spiegheremo in cosa consiste l’informatica quantistica.

Inizieremo a conoscere i primi elementi matematici che costituiscono la meccanica quantistica e vedremo come sia possibile accedere ai primi computer quantistici attualmente in funzione presso i laboratori dell’IBM.

Utilizzeremo questi computer quantistici reali per condurre i primi esperimenti di informatica quantistica in modo da scoprire, in modo pratico e affascinante, le bizzarre proprietà dei qbit con i quali è rappresentata l’informazione in questa nuova disciplina.