1° Forum di Astronomia Amatoriale Italiano

Sì, esatto, sembra che le procedure di calcolo siano molto, molto diverse.

Qualche notizia pescata qua e là:

1. Un Computer Quantistico avrebbe comunque bisogno di un supporto di componenti classici (memorie, interfacce, ecc ).

2. Il Qubit deve essere sufficientemente piccolo da appoggiarsi necessariamente sulle regole della meccanica quantistica.

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Costanzo
"Una cosa ho imparato nella mia lunga vita: che tutta la nostra scienza è primitiva e infantile
eppure è la cosa più preziosa che abbiamo" (A. Einstein).

Ripeto che sto mettendo assieme un'accozzaglia di info giusto per abbozzare l'argomento.
Il contributo di qualsiasi persona è bene accetto.

Altra cosa "carina" su cui insistono continuamente gli "esperti" è che il Qubit (l'unità fondamentale del Computer Quantistico) può stare in una infinità di stati di per sé, ma, nel momento cui lo si interroga per conoscere il suo stato, esso collassa in 0 o in 1.

Questo per dare l'idea di quanto sia delicato il Qubit. Basta un niente per distruggere il suo contenuto informativo. Piccolo e delicato e quantistico.

Eppure potente (forse).



PS

I Qubit sono quasi "analogici" più che digitali: hanno solo due stati puri verso i quali collassano quando vengono interrogati, A e B, ma al loro interno possono contenere un valore intermedio qualsiasi, combinazione di A e di B; ad esempio, l'80% di A e il 20% di B.

Ora ci si può chiedere: ma che cosa vuol dire che un Qubit contiene l'80% di A ed il 20% di B, se quando lo interrogo mi collassa nello stato A o nello stato B?

"Semplice!" mi dicono gli esperti " Vuol dire che quando interrogo quel Qubit, ho l'80% di probabilità che mi collassi nello stato A ed il 20 % di probabilità che collassi nello stato B."



Poi tirano fuori il gatto di Schrodinger.

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Costanzo
"Una cosa ho imparato nella mia lunga vita: che tutta la nostra scienza è primitiva e infantile
eppure è la cosa più preziosa che abbiamo" (A. Einstein).

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A metà 2017 IBM mette a disposizione via cloud, tramite IBM Quantum Experience,[27] processori quantistici a 16 e 20 qubit.

Nel marzo 2018 Google Quantum AI Lab[28], presenta il nuovo processore Bristlecone a 72 qubit.

L'8 gennaio 2019 IBM annuncia al CES il primo quantum computer per uso commerciale "IBM System Q One" e la piattaforma "IBM Q Network" per uso scientifico e commerciale.

A gennaio 2020, IBM annuncia il Quantum Volume maggiore mai ottenuto, pari a 32, su un processore quantistico a 28 qubit, confermando il trend di raddoppio annuale della potenza dei suoi computer quantistici.
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Sono già operativi.

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Costanzo
"Una cosa ho imparato nella mia lunga vita: che tutta la nostra scienza è primitiva e infantile
eppure è la cosa più preziosa che abbiamo" (A. Einstein).

Mi ha fatto venire in mente un'altra cosa: l'intelligenza artificiale quantistica! Mò ci scrivo un romanzo, non mi fregate l'idea!
Ciao.
Roberto Gorelli

Come unire l'utile al dilettevole!
***
Leggiucchiando:
Nel Qubit per gli stati A e B vale il Principio di Sovrapposizione, cioè, come si diceva, i due stati possibili A e B possono coesistere parzialmente sovrapposti tra loro.

C'è un meraviglioso esempio che aiuta a capire come ciò sia possibile: una lastra di vetro lascia passare una certa quantità di luce incidente e ne riflette una parte.

"La luce, si sa, è costituita di fotoni. Questi ultimi attraversano il vetro per mostrarci chi è dietro la finestra, ma possono anche rimbalzare sul vetro per rivelarci il paesaggio parzialmente riflesso. Il mondo quantistico delle particelle elementari, come appunto i fotoni, non è un mondo di certezze ma di possibilità.

Ogni singolo fotone dovrà scegliere se attraversare il vetro della finestra o esserne riflesso, e lo farà con una probabilità definita dalla sua funzione d'onda.
La parziale riflessione dei fotoni è quindi una misura diretta delle funzioni di probabilità quantistica dei singoli fotoni, mediata su un numero sufficiente di casi di test per fornire un numero abbastanza preciso.
...
E il fenomeno è ancora più sottile e sfuggente per la logica cui si è abituati: il fotone potrebbe passare e non passare. E proprio questo è il senso del principio di sovrapposizione."

Hofmann, Ernesto . L'enigmatico computer quantistico.

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Costanzo
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eppure è la cosa più preziosa che abbiamo" (A. Einstein).

Quantocut (decida il lettore se ho effettuato il cut)



Ippo, dimentichi l'effetto tunnel, il re dei fenomeni quantistici.
Ciao.
Roberto Gorelli

Fino a qua vi seguo, ma non capisco come tutto questo poi si possa 'mettere' nel silicio.
Con il software si possono fare cose formidabili, ma sempre facendo i conti con hardware.
Rimane sempre 1010111 o può diventare 1- 25-44-0-1457-ecc. perchè questa non la capisco
ciao.

A questo punto del mio percorso quantistico un po' sgangherato, ahimè, l'effetto tunnel non è ancora contemplato.
Gli esperti mi parlano piuttosto del Principio di Sovrapposizione che, pur essendo pressoché incomprensibile nell'esperienza comune, obbedisce a delle leggi ben precise.

Dunque.
Per chi vuole sbizzarrirsi con un po' di matematica, mi dicono che il principio fonda le sue radici nell'equazione di Schrodinger (molto simile all'equazione della corda vibrante di D'Alembert).
Per chi vuole indagare mi parlano di autosoluzioni di quella equazione (tipo le vibrazioni proprie della corda di violino, chitarra, ecc,) e di combinazione lineare di due autosoluzioni.

Quindi.
Gli infiniti stati quantistici intermedi del Qubit sono le infinite combinazioni lineari dei due stati puri possibili, A e B.
Niente di impossibile. Il gatto di Schrodinger può essere vivo al 60% e morto al 40% finché rimane nella scatola. Quando apriamo la scatola o è vivo o è morto perché la soluzione collassa (non il gatto, neh).


Gli studi su come realizzare un Qubit sono ancora in fase di sviluppo, ma qualche metodo sta funzionando, sembra. Io non li ho capiti e ancora non mi sforzo di capirli.
La storia degli stati intermedi tra i due stati puri A e B, dicono che assomiglia molto al principio di sovrapposizione degli effetti in elettrotecnica/elettronica ... e forse qui possiamo intenderci ...

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Costanzo
"Una cosa ho imparato nella mia lunga vita: che tutta la nostra scienza è primitiva e infantile
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Questo Forum sta andando sempre peggio! Sta divenendo con le varie discussioni un .... post dottorato in Fisica!
Ciao.
Roberto Gorelli

Il rischio è che qualche esperto della materia entri nella discussione e sbattezzi ... soprattutto me.

Ma non fa nulla. Va bene così. Un po' di conoscenza in più vale bene qualche eventuale rimprovero.
Non è un problema.

D'altra parte molti continuano a sostenere che lo sviluppo dei computer quantistici può portare ad una vera rivoluzione in certi campi dell'informatica.

Vi ricordate il problema del commesso viaggiatore (TSP dall’inglese Travelling Salesman Problem)?
Dato un insieme di città, e note le distanze tra ciascuna coppia di esse, trovare il tragitto di minima percorrenza che un commesso viaggiatore deve seguire per visitare tutte le città una ed una sola volta e ritornare alla città di partenza.

Sembra una cavolata, giusto?
Soluzione per tentativi ... col computer classico cosa vuoi che sia?
Invece c'è di mezzo il fattoriale (la funzione fattoriale, n!=1*2*3*...*n).
Cito:
Facile? In apparenza sì. Purtroppo la funzione fattoriale cresce più velocemente di qualsiasi esponenziale. Quindi un algoritmo che risolve il problema del commesso viaggiatore seguendo questa strategia avrebbe una durata più che esponenziale. Si tratta di tempi lunghissimi. In sostanza non otterremo mai la risposta. Supponiamo che ogni tentativo duri 1 millesimo di secondo. Per 7 città abbiamo bisogno di 5 secondi per verificare tutti i possibili percorsi. Già con 10 città abbiamo bisogno di più di un’ora. E se le città sono 20 servono 77 milioni di anni. E se consideriamo un supercomputer che valuta ogni percorso in 10^(−12) secondi? Con 28 città quasi non basterebbe tutta la storia dell’universo.

!!!!!!!!!!!!

Forse basterebbe invece una manciata di Qubit per risolverlo.

Similmente il problema della formazione delle galassie ...
Ricordate il supercomputer che ha lavorato per un'esagerazione di tempo?

(Purtroppo sembra che coi Qubit sia possibile anche decriptare qualsiasi password in una manciata di secondi)

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Costanzo
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eppure è la cosa più preziosa che abbiamo" (A. Einstein).