COMPUTER QUANTISTICO STATO ATTUALE DELLA TECNOLOGIA

Tabella dei Contenuti

COMPUTER QUANTISTICO

QUALE E' IL LIVELLO TECNOLOGICO DELLE MACCHINA DA CALCOLO AD OGGI?

Facciamo il punto di dove siamo oggi con le macchine da calcolo

Parliamo delle nuove frontiere tecnologiche  nel ramo dei computer ; si parla di una macchina che esce dal concetto di calcolo computazionale  basato sulla macchina di turing (by wiki)  e il sistema di calcolo  λcalcolo  questi due modelli di calcolatore descrivono in  realtà una macchina computazionale ideale , un modello concettuale sul quale si strutturano poi le architetture e gli algortmi che sono applicati nei computer reali ,  il computer quantistico può svolgere i processi di calcolo in pratica sovrapponendo più mermorie computazionali classiche .

Il concetto scientifico dietro a queste tecnologie riguarda alcuni principi della fisica quantistica; i primi pionieri di questa teoria furono : 

i fisici

 Paul Benioff

Richard Feynman 

 Jurij Manin

VIDEO DIVULGATIVO SPIEGAZIONE DI BASE SUL COMPUTER QUANTICO

Associamo questa video you tube sull’argomento, scelto tra altri perchè ci sembra il più comprensibile per chi si avvicina all’argomento 

Unità di base del computer Quantico

L’unità  di base del C.Q. è il (Qubit)  (by wyky) ; mentre per i computer di oggi è il bit, il   Qubit risponde a dei concetti fisico matematici  ,che nel link wiki, potrete approfonidire ed è legato ai postulati della meccanica quantistica

Cos'è il Qubit

Il qubit è ,per così dire , la porzione più piccola di dato così come lo è il bit per il computing  tradizionale . In pratica il bit può assumere solo due stati distinti e non contemporaneamente  0 oppure  1  , che fanno parte della matematica binaria , ma per il Qubit la situazione è diversa ; il Qubit è un vettore , in matematica-fisica un vettore non ha solo un informazione numerica , il Qubit è rappresentato come un vettore nello spazio di Hilbert by wiki

Vediamo un po' di matematica applicata alla tecnologia del computer quantico

Lo spazio di Hilbert è lo spazio dei vettori il quale tocca argomenti fondamentali dell’analisi matematica dello spazio dei funzionali e altro , per non appesantire l’esposizione diciamo che il vettore contiene  più informazioni rispetto ad un semplice valore scalare e le operazioni su di esso quali ; prodotto , somma ..  non contengono  il solo risultato numerico puro  (scalare) ; molto arbitrariamente 2+2 non fa solo 4 , ma l’informazione che porta l’operazione è maggiore cioè a dire contiene più info .

 

IN PRATICA

 al posto della rappresentazione conosciuta del sitema binario basato sui due elementi 1 , 0  ; avremo questa scrittura formale per il qubit dove lo stato |0>    e lo stato |1>      indicano  che siamo nello spazio vettoriale , ma in base al primo postulato della meccanica quantistica vale il principio della sovrapposione degli stati ed è possibile combinare i due stati ed avere una informazione  più complessa  ed avere a disposizione contemporaneamente lo stato 0 e 1 significativi ; cioè non c’è più una netta distinzione ed escludibilità dei due valori come nel caso dei due elementi dei numeri binari  “1” e “0” non entrambi compatibili nello stesso attimo; ma vediamo che formalmente il risultato di una informazione è appunto la sovrapposizione dei due Qubit secondo la seguente relazione | v > = a|0>+b|1>  ; dove a e b  sono numeri complessi (ovvero numeri immaginari)  … 

Quindi

 è possibile combinare insieme i due stati questo  dovrebbe comportare un maggior contenuto informatico dall’operazione e probabilmente potenzialità maggiori riguardo alla potenza di calcolo . E’ da questa matematica che emerge la reale potenzialità della tecnologia allo studio , questo è il punto focale che fa sperare in una tecnologia potente di nuova generazione;  è la stretta relazione tra i postulati della meccanica quantistica e la matematica di supporto ad essi .

Considerazioni

Però lo stato dell’arte di questa tecnologia è lontano dal lancio sul mercato dalle ricerche fatte emerge anche molta confusione sull’argomento e anche stato della conoscenza ancora basica , sebbene la teoria quantitstica sia ben definita e in una posizione molto più avanzata e con solide basi scientifiche  non si può dire altrettanto della tecnologia del quantum computing , sembra ci sia un gap tra queste due discipline ; si può pensare o che c’è ancora molto da fare su questa tecnologia oppure lo stato reale di avanzamento tecnologico è non accessibile al pubblico è materia riservata .

VIDEO CON CONTENUTO TECNICO SUL QUBIT

Questo video che proponiamo è molto discorsivo e nello stesso tempo abbastanza esaustivo sull'argomento alla portata di un pubblico neofita vi aiuta a farvi un'immagine mentale del concetto di Quantum computer , di Qubit e i suoi funzionamenti ,intervista da you tube.

LA MATEMATICA DEL QUBIT

Manca la visone fisica di come viene sparato un qubit parlando con un linguaggio più popolare , diciamo che l’informazione sta sul fotone  sparato da un emettitore e catturato da un ricevitore.

Nella catena dei  dispositivi  in ausilio al ricevitore ci sono le tecnologie di recupero e conversione delle info, ma parlando di informazioni da estrarre nel campo quantistico  ci si trova difronte a dei comportamenti non ben definiti in merito ai risultati di lettura dell’info in arrivo a volte erronei.

Poichè l’estrazione del dato dal qubit può essere errato in quanto si è riscontrato che anche se i due stati  ( |0>  ;  |1> ) dovrebbero avere 50% ognuno di possibilità risulta che si  presenta più di frequente  lo stato  “|0> , cioè  lo stato |1> decade in |0> ” per percentuali superiori al 54% (verifiche già fatte con il  computer quantico IBM).   

PER QUESTO

 si crea un errore in quanto un qubit che viaggiava con contenuto |1> veniva diciamo “letto”  all’arrivo come |0> errori a cui chi sta costruendo  il Computer Quantico Q.C.   sta dando problemi per la correzione di questi “bug” , senza dimenticare la sovrapposizione /combinazione  dei valori dei due Qubit :  ( |0>  ;  |1> ) che esce dalla  seguente relazione | v > = a|0>+b|1>  dove a,b ricordo sono numeri complessi (cioè con parte reale ed immaginaria) . La tecnologia per catturare questi stati e convertirli in un dato corretto  è ancora allo stato primitivo , ma di seguito c’è un link con IBM che ha sviluppato un prototipo a 5-10-    –  50 Qubit ; Ci si può loggare ma ci sono alcuni adattamenti  nei file di sistema del proprio PC che potrebbero non associarsi correttamente alle loro esigenze tecniche , oltre ovviamente all’autorizzazione IBM a creare l’account..

IN DEFINITIVA

 esistono già prototipi , ma l’impressione è quella di essere al commodore 64 dell’inizio dell’era dei computer a logica binaria .. Recensione in continuo aggiornamento

IMPLICAZIONI DI TIPO SOCIALE ; IMPATTO NELL’IMMAGINARIO COMUNE

Paura dell’intelligenza artificiale ? il C.Q. può fare da solo  ?  spesso si associa alle nuove scoperte tecnologiche sui computer che introducono potenze di calcolo e comportamenti intelligenti  significativi il rischio della nascita di un comportamento indipendente ed autonomo delle macchine,  allora facciamo subito delle precisazioni di ordine matematico ; a parte che tutti intuiamo che il futuro non è leggibile , ma tutto quello che ci circonda quello che facciamo è scadenzato nel tempo che è di per se un variabile non semplice  nei sistemi di equazioni differenziali di ordine 2° almeno , ma con le nostre intelligenze a malapena riusciamo a risolvere o meglio a interpretare le equazioni differenziali del 2° grado o superiori  , immaginiamo i sistemi di equazioni differenziali che sono pacchettoni di equazioni differenziali legate tra loro da interazioni particolari.. 

EQUAZIONI DIFFERENZIALI? COME ENTRANO NEL DISCORSO

perchè introduco queste equazioni perchè se dovessimo “fotografare” con un sistema matematico un istante del presente in tutto il nostro mondo ,che considerasse un instantanea di quest’attimo ipotetico ci servirebbero sistemi di equazioni di grado superiore o uguale al 2° non solo per  fotografare l’istante detto( parliamo di fotografare anche l’istante di come sono strutturate molecole atomi e struttre sub-atomiche di tutto il nostro mondo)  ma anche per capire lo sviluppo dinamico che avrebbe quell’istante nel tempo ; del che dubito che anche  il Q.C. saprebbe fare …

QUINDI

difficilmente anche lui potrebbe leggere il futuro e  decidere autonomamente cosa fare in base alla lettura che vuol dire risolvere tutti quei sistemi di equazioni differenziali ; senza contare la relatività e il ” cono di luce” l’impossibilità di mettere in contatto passato presente futuro ,ma qui andiamo per altri lidi.

Sarebbero quindi gli stessi enormi problemi che dovrebbe superare un C.Q. , Leggi della Fisica non si possono aggirare ….

Non trascuriamo il fatto che non sappiamo definire cosa è un essere senziente intelligente ed autonomo come faremmo dunque a capire se siamo in presenza di un IA  che è una nuova forma di vita ? Beh ne abbiamo di cose da capire ancora prima di avere paura ..

LINK DISPONIBILI PER ESEMPI DI COMUTER QUANTICO SU IBM

Il  link  di seguito permette di accedere ad una pagina dell’ IBM  vi porta sul primo collegamento ad un Computer quantico , la pagina parte con una spiegazione in inglese che quì vi riproponiamo tradotta:

TESTO PAG IBM TRADUZIONE

L’informatica quantistica ci consentirà di affrontare sfide che sono state a lungo considerate troppo complesse e intrattabili per i computer classici o addirittura l’IA,ma prima dobbiamo renderlo semplice da usare.

Siamo pionieri dell’hardware specializzato e costruiamo librerie di circuiti per consentire a ricercatori, sviluppatori e aziende di attingere al quantum come servizio attraverso il cloud, usando il loro linguaggio di codifica preferito e senza dover essere essi stessi esperti quantistici.

Insieme, massimizzeremo il potenziale del quantum attraverso la combinazione di potenti tecnologie e innovazione open source. Speriamo che ti unirai a noi!

SITO IBM PAGINA DI ACCESSO AL COMPUTER QUANTICO

Se volete lasciare commenti e/o suggerimenti , o contatti per approfondimenti utilizzate il modulo contatti esposto ; grazie 

Condividi su facebook
Condividi su linkedin
Condividi su twitter
Condividi su whatsapp

Lascia un commento