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Comprendere i concetti fondamentali dell'informatica quantistica

L'informatica quantistica è un campo di ricerca in crescita, di particolare interesse per la sua caratteristica di combinare insieme fisica e computer science, al fine di espandere le potenzialità computazionali a nostra disposizione.

"Quantum Computing Essentials" introduce i principi chiave dell'informatica quantistica (tra cui concetti quali sovrapposizione, misurazione quantistica ed entanglement), con l'intento di rendere accessibili alcuni degli aspetti più tecnici del Quantum Computing anche ad un pubblico più vasto di persone interessate all'argomento.

Prerequisiti

Non è richiesta alcuna conoscenza specifica della materia, se non quella ordinariamente ricevuta nei corsi di fisica della scuola secondaria superiore.

Alcuni richiami di matematica, necessari alla comprensione degli argomenti (quali ad es. algebra lineare, probabilità, ecc.) verranno introdotti di volta in volta nel corso della trattazione.

Indice dei contenuti

La sovrapposizione quantistica

In questa sezione, esaminiamo i concetti di sovrapposizione classica e quantistica, mettendo a confronto le rispettive caratteristiche.

La sovrapposizione quantistica costituisce il concetto fondamentale per comprendere tutti i fenomeni quantistici.

Poiché i fenomeni quantistici sfuggono alla nostra capacità di osservazione nella vita quotidiana, essi possono apparire controintuitivi e confusi.

I fenomeni quantistici descrivono infatti il comportamento nel mondo fisico a livello delle particelle subatomiche.

Per comprendere il concetto di sovrapposizione quantistica, sarà utile quindi confrontarlo con l'omologo concetto della fisica classica

Sovrapposizione "classica"

Nella fisica classica, il concetto di sovrapposizione viene utilizzato per descrivere quando due grandezze fisiche vengono sommate per formare una terza grandezza fisica, completamente diversa dalle due originali.

Un esempio tipico del principio di sovrapposizione nell'ambiti della fisica classica, è rappresentato dalle onde:

Sovrapposizione di onde (Image credits: "Quantum Computing for the Quantum Curious" di Ciaran Hughes, Joshua Isaacson, Anastasia Perry, Ranbel F. Sun, Jessica Turner)

Due onde che si incrociano interferiranno tra di loro sovrapponendosi, creando così una terza onda che è il risultato della somma delle due, rinforzandosi o annullandosi a seconda dei casi.

Continua la lettura


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