Le proprietà dei Qbit: Entanglement

Nei due precedenti capitoli abbiamo visto le prime due proprietà di tipo quantistico che deve mostrare un Qbit per essere utile ai nostri scopi e abbiamo verificato sperimentalmente che i computer quantistici IBM che utilizzeremo nel nostro corso effettivamente sono basati su Qbit che mostrano queste due proprietà: superposition e interferenza.

Esiste una terza proprietà, tipica del mondo quantistico, che è molto importante per poter implementare un Qbit che sia utilizzabile per l’informatica quantistica.

Tale proprietà non è relativa ad un singolo Qbit ma riguarda un sistema costituito da più Qbit.

Si tratta dell’Entanglement o Correlazione Quantistica.

Nel prossimo video introdurremo l’Entanglement mostrando sperimentalmente come sia possibile mettere in correlazione due Qbit realizzando un apposito circuito quantistico.

L’Entanglement è una delle proprietà di un sistema quantistico più difficili da comprendere e digerire, soprattutto perché non è possibile trovare analogie nel mondo della fisica classica.

Tanto per dare un’idea delle implicazioni connesse all’Entanglement, basti pensare che su questa proprietà è basato un algoritmo chiamato “Quantum Teleportation” cioè Tele-Trasporto Quantistico.

Questo termine potrebbe evocare quel meccanismo di teletrasporto diventato iconico della serie televisiva di fantascienza Star Trek, attraverso il quale gli equipaggi dalle astronavi venivano smaterializzati e rimaterializzati su pianeti alieni.

Ebbene, la meccanica quantistica permette di affermare che grazie all’Entanglement tale fenomeno fantascientifico è fisicamente possibile. Al momento la tecnologia di cui disponiamo non permette di teletrasportare oggetti, ma questo è solo un limite tecnologico, in linea di principio sapremmo come effettuarlo.

In questo capitolo, come anticipato ci limiteremo ad introdurre l’Entanglement e a chiudere l’introduzione ai Qbit avendo completato la descrizione delle proprietà fondamentali.

Nel prosieguo del corso vederemo come sfruttare Qbit e operatori quantistici per realizzare algoritmi.

Sfortunatamente, gli algoritmi quantistici sono sempre abbastanza complessi da descrivere e comprendere, e dovremo gradualmente introdurre appropriati strumenti matematici.

Partiremo da algoritmi semplici da descrivere e che utilizzano una matematica più semplice, per poi passare ad argomenti più complessi.

Casualmente, uno degli algoritmi più semplici da descrivere e comprendere è proprio il protocollo di teletrasporto quantistico e in una delle prossime lezioni effettueremo un esperimento di teletrasporto di un Qbit sfruttando l’Entanglement.