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I computer quantistici

I bit quanti

La teoria dell’Informazione quantistica può essere brevemente descritta come la disciplina che studia come le informazioni possono essere codificate in particelle elementari e cosa si può fare quando le informazioni vengono codificate in questo modo.

I computer quantistici si basano sull’idea di codificare il valore di un bit in una proprietà di una particella elementare. Come esempio banale e non realistico, potremmo supporre che se una particella gira in senso orario, il valore del bit è 1 e se gira in senso antiorario il valore è 0 (in realtà il valore 0 o 1 è assegnato ad una caratteristica quantistica della particella). Pertanto, invece di avere correnti e tensioni elettriche a codificare il valore del bit all’interno delle CPU, abbiamo particelle elementari, ognuna con il valore di un bit. Un bit codificato in una particella elementare viene chiamato “bit quantico”, in breve qubit, e le operazioni in queste CPU quantistiche vengono eseguite trasformando lo stato delle particelle elementari.

Molte aziende del calibro di Google, IBM e Microsoft hanno investito la loro ricerca in questo ambito. Ad Ottobre 2019 Google ha annunciato di aver raggiunto la “Quantum Supremacy” ovvero di essere stato in grado di eseguire un calcolo sul proprio elaboratore quantistico a 54 qubit in 200 secondi con un algoritmo quantistico mentre il corrispondente algoritmo classico avrebbe impiegato probabilmente almeno 10.000 anni sugli elaboratori Classici più potenti oggi esistenti. Simili risultati sono stati annunciati anche da IBM.

I nuovi algoritmi post-quantum saranno disponibili dopo il 2024 e implementati e distribuiti per il 2030.

Quello da fare ancora da parte dei ricercatori è verificare che questi algoritmi siano sicuri non solo dal punto di vista post-quantico ma anche dal punto di vista di un algoritmo tradizionale di crittografia non quantistica. Sarebbe, quindi insolito se un algoritmo post-quantum (molto costoso dal punto) si scoprisse una falla rispetto ad attacchi effettuati con elaboratori Classici e si fosse obbligati a sostituirlo in tempi rapidi.

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