Calcolo quantistico: inizia la rivoluzione nello sviluppo del software!

Calcolo quantistico: inizia la rivoluzione nello sviluppo del software!

Siemens Technology, Deutschland - Il calcolo quantistico ha il potenziale per cambiare radicalmente il modo in cui elaboriamo le informazioni. Mentre i computer classici si basano sulla logica binaria e usano i bit come unità di informazione più piccola, i computer quantistici fanno affidamento su qubit. Queste strutture speciali possono non solo rappresentare 0 o 1, ma esistere anche in sovrapposizioni di condizioni. Ciò significa che è possibile accettare diversi valori contemporaneamente, che è matematicamente descritto come una combinazione lineare. In un sistema con n qubit hai accesso a tutte le 2^n condizioni classiche. Questo enorme potenziale di elaborazione parallelo apre nuove possibilità, in particolare quando si risolvono problemi complessi come la codifica dei fattori di primo grado o la simulazione di sistemi meccanici quantistici. [Heise.de] (https://www.heise.de/blog/quantencomputing-ein-paradigmenchenenchen-fuer-die-software Development-10444139.html) riferisce che i computer quantistici richiedono algoritmi speciali e modi di pensare.

Un aspetto centrale del calcolo quantistico è l'entanglement, che consente ai qubit di correlare tra loro, indipendentemente dalla distanza. Questa proprietà è cruciale per molti algoritmi quantistici. L'interferenza aumenta i risultati giusti e nasconde le false opzioni, il che è particolarmente importante per gli algoritmi e grandi ricerche. La manipolazione dei qubit è tramite la porta qua

sfide e progressi nella correzione degli errori

Nonostante le proprietà promettenti, i computer quantistici affrontano sfide considerevoli. Le informazioni quantistiche sono estremamente sensibili ai disturbi, il che rende la correzione dell'errore una preoccupazione centrale. [Sciencemediacenter.de] (https://www.sciencemediacenter.de/alle-angetext/research-in-context/details/news/fortschritt-gebebebe-bei-beit-in- computer quantum) descrive come la correzione di errori è portata convocata mettendo in maniera logica in tasse fisiche. Questo è considerato promettente per la scalabilità della correzione dell'errore, ma richiede un gran numero di qubit fisici. 2500 Qubit fisici potrebbero essere necessari per implementare solo 100 qubit logici.

I progressi nella correzione degli errori sono ancora importanti, poiché i qubit in genere hanno tassi di errore più elevati rispetto ai bit classici. Studi recenti hanno mostrato miglioramenti nella correzione degli errori aumentando il numero di qubit fisici. Questo progresso è un passo significativo sulla strada per i computer quantistici corretti dall'errore. Nel complesso, i lavori di ricerca devono essere ulteriormente promossi per migliorare la qualità dei qubit fisici.

Il futuro del calcolo quantistico

Attualmente il calcolo quantistico è in gran parte gestito sperimentalmente. Al momento, solo le tecnologie con qubit superconduttori, trappole ioniche e computer quantistici fotonici sono diffuse. Ognuno di questi approcci ha i suoi vantaggi e svantaggi, in particolare per quanto riguarda i tempi di coerenza e la scalabilità. La ricerca nazionale sta investendo enormemente nello sviluppo di qubit scalabili per garantire la sua stabilità a lungo termine e quote di errore più basse. La ricerca non è ancora all'obiettivo; Sono necessari progressi significativi per essere in grado di utilizzare i computer quantistici in pratica.

Alla fine, l'obiettivo rimane chiaro: i computer quantistici dovrebbero raggiungere la capacità di risolvere i problemi più velocemente ed efficiente dei loro predecessori classici. I salti tecnologici come l'algoritmo di Shor, che possono far fronte a grandi numeri in modo efficiente, e l'algoritmo di Grover, che offre un miglioramento quadratico nei problemi di ricerca non strutturati, mostrano l'enorme potenziale che si trova in questa nuova tecnologia. Ci sono ancora molti ostacoli, ma con ogni progresso ci avviciniamo alla visione del calcolo pratico quantistico.