Il Nuovo Postiglione - Computer quantistici per replicare la danza delle particelle

Studiare la danza delle particelle elementari grazie a una nuova tipologia di computer: è l'idea dello studio guidato da Martin Ringbauer, dell'Università di Innsbruck, e Christine Muschik, dell'Università canadese di Waterloo, e pubblicato su Nature Physics che propone di realizzare computer quantistici capaci di lavorare usando i qudit, una nuova versione dei tradizionali bit capaci di avere 8 differenti valori al posto dei tradizionali 0 e 1. Quando si cerca di esplorare il comportamento delle particelle elementari, una sorta di zoo in cui sono presenti particelle di ogni tipo e dimensione, dai fotoni ai bosoni passando da neutrini e antiprotoni, si entra in un mondo estremamente complicato in cui le particelle interagiscono in modi impossibili da prevedere e sembrano danzare spinti da campi di forze. Replicare, e dunque comprendere, quel che avviene è praticamente impossibile per i computer tradizionali ma sarà forse possibile farlo con i computer quantistici, avveniristici calcolatori che usano al loro interno singoli quanti, i cosiddetti qubit. Si tratta di una versione quantistica dei tradizionali bit, ossia unità di calcolo che possono valere 0 oppure 1. Ma, a differenza dei computer classici in cui i bit possono valere 0 oppure 1, in quelli quantistici i bit, o meglio i qubit, possono valere 0 e 1 allo stesso momento, aumentando così il numero di calcoli eseguiti nello stesso tempo. Ora però il nuovo studio internazionale propone un ulteriore passo in avanti, ossia sostituire i qubit con i qudit, dove al posto di due singoli valori, 0 e 1, è possibile usare 8 differenti valori. Un cambiamento che aumenterebbe di migliaia di volte le prestazioni dei computer quantistici. Un lavoro teorico iniziato già oltre 10 anni fa e che ora ha portato alla pubblicazione di uno studio che dimostra come gli ipotetici computer con i qudit possano, sulla carta, essere molto potenti soprattutto nel replicare le complesse danze delle particelle elementari.

A.Ferrara--INP