di Roberto Vacca
Per la scoperta della libertà asintotica Frank Wilczek aveva ricevuto il premio Nobel per la fisica nel 2004. Otto anni più tardi definì il concetto di “cristalli temporali” (time crystals) : sistemi quantistici di atomi che – a differenza dai cristalli organizzati in configurazioni spaziali periodiche – si organizzano in configurazioni temporali periodiche di particelle interagenti fra loro, il moto delle quali non produce lavoro. I qbit (usati nei computer quantistici v. oltre) possono interagire mediante un effetto quantistico noto come “entanglement” (1). Teoricamente un computer quantistico comprendente 300 qbit potrebbe effettuare in un istante un numero di operazioni inimmaginabilmente alto riuscendo a risolvere problemi complessi che un computer classico non potrebbe risolvere affatto nemmeno in tempi molto lunghi.
I cristalli temporali sono costituiti da atomi organizzati in strati di semiconduttori e superconduttori in cui le interazioni sono persistenti e non comportano dissipazioni di energia. Sono stati realizzati cristalli temporali mediante un sistema costituito da 20 qbit.
Nei computer “classici” i valori numerici e logici vengono trasmessi e registrati in bit, che possono avere il valore 0 (zero) o 1 (uno). Nei computer quantistici i segnali vengono trasmessi e registrati in qbit, che possono avere il valore 0 (zero) , 1 (uno) o la sovrapposizione simultanea di 0 e 1.
Un qbit può essere trattato mediante i circuiti elementari sopra citati e perfino con lo spin di un elettrone. Lo hardware dovrà raggiungere un alto livello di hi-fi, ma la probabilità di errori tenderà a essere elevata. Il software, quindi, dovrà incorporare adeguate procedure di correzione degli errori.
(1) L’entanglement quantistico (o correlazione quantistica) è una relazione non esprimibile nei termini della meccanica classica. Esso deriva dal principio di sovrapposizione della meccanica quantistica per il quale due o più sistemi fisici (ad esempio 2 particelle) possono costituire sottosistemi di un sistema più ampio il cui stato quantico è rappresentato da una combinazione (o sovrapposizione) dei loro singoli stati. I sottosistemi si definiscono “entangled” (“aggrovigliati” o “correlati”) e la misura di uno di essi determina simultaneamente anche la misura degli altri. Lo stato di entanglement è indipendente da una separazione spaziale dei sottosistemi, quindi l’entanglement implica contro-intuitivamente la presenza tra essi di correlazioni a distanza e il carattere non locale di tale realtà fisica.
In un computer quantistico i trasferimenti di dati possono avvenire utilizzando cristalli temporali o mediante la procedura di trasferimento adiabatico (2) di stati quantici. Tale procedura non è influenzata da rumore, né da errori di impulsi. I due sistemi possono anche essere usati contemporaneamente.
L’AUTORE
Roberto Vacca – Ingegnere, futurologo, divulgatore scientifico e scrittore italiano. Si occupa di infrastrutture, automazione, informatica e sistemi complessi. Diventa noto al grande pubblico con Medioevo prossimo venturo (1971), un saggio che anticipa scenari di crisi e collasso delle società industriali. Scrive numerosi libri di divulgazione e narrativa. Interviene spesso nel dibattito pubblico, con riflessioni sul futuro, la tecnologia e i cambiamenti globali.
