Introduzione ai Qbit

Nei computer quantistici l’informazione è rappresentata attraverso i Qbit.

I Qbit hanno lo stesso ruolo dei bit dell’informatica classica, ma mentre i bit classici sono elementi piuttosto banali, i Qbit sono entità molto complesse dal comportamento e dalle proprietà che ci appariranno molto bizzarri.

I Qbit sono oggetti che seguono le regole della meccanica quantistica. La meccanica quantistica è attualmente il modello matematico più accurato che disponiamo sull’Universo e permette di prevedere con precisione assoluta il comportamento di ogni sistema fisico. La cosa che lascia stupefatti è che, nonostante le continue conferme sperimentali dell’assoluta precisione della teoria, molte delle regole alla base della meccanica quantistica sono assolutamente controintuitive e molti fenomeni quantistici non hanno analogie con fenomeni del mondo della fisica classica a cui siamo abituati.

Le tre proprietà fondamentali dei Qbit che introdurremo in questa lezione rientrano in questa categoria. Nessun esempio di fenomeno del mondo macroscopico che conosciamo è adatto a spiegare in modo accurato il significato di queste proprietà.

La difficoltà che la nostra mente incontra nel comprendere la reale natura dei fenomeni quantistici deriva dal fatto che non abbiamo esperienza diretta di tali fenomeni, poiché negli oggetti microscopici dei quali abbiamo esperienza la natura quantistica è di fatto non percepibile.

Questa situazione è destinata a cambiare nel prossimo futuro grazie all’avvento dei primi computer quantistici. Tali sistemi sono infatti il primo esempio di oggetti macroscopici che mostrano un comportamento decisamente quantistico.

La difficoltà tecnologica nel realizzare i computer quantistici risiede proprio nella difficoltà di generare nel mondo macroscopico i comportamenti che invece sono tipici delle particelle subatomiche e descrivibili con precisione solo utilizzando la meccanica quantistica.

Come scopriremo in questo corso, la realizzazione di sistemi macroscopici e controllabili dal comportamento quantistico è essenziale per trarre vantaggio dall’informatica quantistica.

Nel video che segue inizieremo l’approfondimento delle proprietà quantistiche dei Qbit.