Issuu on Google+

roma quantistico, una grande opportunità. Il bit è stato sostituito dal qubit (quantum bit) e i due stati logici 0 ed 1 sono stati “sostituiti” dallo stato quantistico di una particella, un fotone o un elettrone ad esempio, assumendo come valore misurabile una (o più di una) delle grandezze quantistiche associate alla particella, come il suo spin (il verso di rotazione della particella attorno al suo asse). La cosa interessante è che le particelle quantistiche “soffrono” di effetti decisamente controintuitivi, che sono sfruttati dai principi della computazione quantistica per rendere più efficienti gli algoritmi di calcolo. I due effetti principali sono il principio di indeterminazione di Heisenberg e l’entanglement quantistico.

■ Il principio di indeterminazione Il principio di indeterminazione di Heisenberg stabilisce che non si possono conoscere, con precisione assoluta e simultaneamente, alcune coppie di caratteristiche di una particella quantistica come ad esempio la sua posizione e la sua quantità di moto. Ogni tentativo di osservazione delle grandezze relative alla particella ne influenza irrimediabilmente lo stato: ad esempio, conoscere la quantità di moto di un elettrone ne fa perdere l’informazione sulla sua posizione.

■ Entanglement quantistico

71 Figura 3: Francobollo dedicato ad Heisenberg e al suo contributo alla fisica quantistica

Per restare sul nostro esempio, è come se avessimo due monete quantisticamente accoppiate, una a Roma e una a Ginevra, e bloccando a terra la moneta di Roma istantaneamente faccia fermare e mostrare la faccia anche a quella di Ginevra. Fantastico, penserete. Sì! In effetti per molte applicazioni lo è, ma esistono altrettanti motivi per temerla.

La fine della crittografia per come la conosciamo? Ogni volta che facciamo un acquisto online at-

Il principio (o meglio il fenomeno) dell’entanglement quantistico stabilisce che, per alcuni sistemi, lo stato istantaneo non sia definibile attraverso una singola grandezza ma esista come sovrapposizione di stati in contemporanea. Misurare una grandezza specifica determina istantaneamente il valore anche per tutti gli altri stati. Siccome inoltre i sistemi entangled possono essere anche fisicamente distanti, si nota con interesse che osservare lo stato di un sistema A accoppiato al sistema remoto B, causa un cambio di stato istantaneo anche in B. Mentre il bit classico è immaginabile come una moneta che, una volta lanciata, cadrà a terra mostrando inesorabilmente una delle due facce, il qubit è immaginabile come una moneta che, una volta lanciata, cadrà a terra continuando a ruotare su sé stessa senza arrestarsi fino a che qualcuno non la schiacci con una mano bloccandone la rotazione e obbligandola finalmente a mostrare una delle sue facce. Inoltre, secondo il principio dell’entanglement, l’osservazione dello stato di una particella, oltre a cambiare (o a fissare) lo stato della stessa, influisce anche sullo stato istantaneo delle particelle ad essa accoppiate quantisticamente (anche se sono distanti migliaia di km)!

ORDINE DEGLI INGEGNERI DELLA PROVINCIA DI ROMA


Quaderno IOroma II-2016