Primi passi concreti nell'informatica quantistica

[^TiGeRShArK^]

Originariamente inviato da DevilsAdvocate

Dire "ma il Qbit definito teoricamente dal professor Mazzafrusto (?) ha solo 2
stati logici possibili" e' un controsenso in quanto l'unico esperimento pratico
riuscito lo han fatto quelli del Michigan e se loro parlano di 3 stati un motivo ci
sara' (nulla toglie che per retrocompatibilita' con le attuali infrastrutture/
software poi vengano effettivamente usati solo 2 stati logici).

una volta "letto" il valore del qubit esso si comporta esattamente come un bit normale...
il terzo stato viene probailmente inteso come il "nè l'uno nè l'altro", ma esso è limitativo come definizione, in quanto la potenza dei qubit si trova proprio nello stato "nascosto".

[^TiGeRShArK^]

Originariamente inviato da pistolino

quindi da quanto ho capito i processori quantistici non si baseranno sulla frequenza quindi il paragone in hertz con i processori attuali è impossibile giusto?

non è il paragone in hertz ke è impossibile..
è impossibile proprio IL PARAGONE coi processori attuali !

[^TiGeRShArK^]

Originariamente inviato da tomminno

Dopo 70 anni sono riusciti a realizzare una Macchina di Turing Non Deterministica. Cifrare i dati non avrà più alcun significato e non sarà più possibile battere un computer al gioco degli scacchi.
Quello che è da capire è come fa un atomo ad eseguire i calcoli autonomamente? Gli stati sono infiniti, ma chi controlla che la sequenza di questi stati sia quella corretta per arrivare al risultato desiderato? La meccanica quantistica dice che ogni tentativo di misurazione perturba il sistema, quindi l'atomo funziona autonomamente, come si fa a controllarlo?

potrei anche sbagliare... ma se non ricordo male sono stati studiati proprio meccanismi di "autocorrezione" per evitare la situazione che hai presentato...

[^TiGeRShArK^]

Originariamente inviato da DevilsAdvocate

In effetti rileggendo l'articolo stesso non si parla di Qbit bensi' di qubit (non ho idea
se questo sia voluto, comunque la nomenclatura e' differente)

io li ho sempre visti come qubit e non Qbit....

[bjt2]

Scusate, ma la notazione di Dirac, non è usata nella teoria delle distribuzioni (funzioni generalizzate)? O almeno così mi ricordo dall'esame di metodi matematici per l'ingegiiiiiieria (vecchio ordinamento) ...

[^TiGeRShArK^]

Originariamente inviato da goldorak

Per prodotto interno si intende un prodotto scalare.
Ora un prodotto scalare non e' altro che una forma lineare (con determinate proprieta') su uno spazio vettoriale H.
In altri termini e' un elemento del duale di H, denotato H*.
Adesso esiste un teorema del'algebra che stabilisce che fissato un vettore a di H, quest'ultimo identifica in maniera univoca una forma lineare di H*.
Il prodotto interno (scalare) si puo' quindi interpretare come un applicazione da H*xH in R.
Nella notazione di Dirac i ket |q> rappresentano vettori di H, i bra <p| rappresentano la forma lineare di H* determinata dal vettore |p>.
Il prodotto scalare quindi viene espresso come <p|q>.

fiko... non lo sapevo!
grazie mille!

[sari]

Originariamente inviato da bjt2

Scusate, ma la notazione di Dirac, non è usata nella teoria delle distribuzioni (funzioni generalizzate)? O almeno così mi ricordo dall'esame di metodi matematici per l'ingegiiiiiieria (vecchio ordinamento) ...

Viene usata un po ovunque, dall'algebra alla fisica, alla meccanica. E' una notazione dopotutto, e come abbiamo dimostrato (non del tutto, ma basta e avanza) assume sempre lo stesso significato in ogni campo in cui viene usata.

[sari]

Originariamente inviato da ^TiGeRShArK^

io li ho sempre visti come qubit e non Qbit....

http://en.wikipedia.org/wiki/Qubit

[sari]

Originariamente inviato da ^TiGeRShArK^

una volta "letto" il valore del qubit esso si comporta esattamente come un bit normale...
il terzo stato viene probailmente inteso come il "nè l'uno nè l'altro", ma esso è limitativo come definizione, in quanto la potenza dei qubit si trova proprio nello stato "nascosto".

0, 1, don't care ... non dimentichiamo il "non rilevante" . Il mio prof di elettronica c'e' lo faceva sempre notare... per i qbit, gli stati 0, 1, don't care non sono molto interessanti dal lato teorico, ma lo sono dal lato "pratico" difatti la lettura dello stato deve essere precisa, quindi o uno o zero oppure don't care.

Mi sorge un dubbio... ma come si inseriranno i dati? cioè come pongo i qbit allo stato iniziale dell'algoritmo? Penso però che a questa risposta risponda il lato pratico della meccanica quantistica e fose lo scopo della scoperta citata nell'articolo risponde a questa domanda.

[sari]

Originariamente inviato da ^TiGeRShArK^

non ha senso la domanda che hai posto.....
i computer quantistici attualmente esistenti sono ESTREMAMENTE lenti...
ilo vantaggio dei FUTURI computer quantistici è di poter effettuare calcoli esponenziali in tempi polinomiali....
portando all'estremo questa situazione si potrebbe dire che un computer quantistico "al limite" è infinitamente + veloce anche di un ipotetico P4 a 5000 THZ.
Per calcoli "normali" invece la velocità del computer quantistico dipende dal suo numero di qbit, dalla sua frequenza e dalla tipologia di calcolo da effettuare.

Attualmente non ci sono computer quantistici, ma unità di calcolo molto "primordiali" e non sono "lente", poichè il concetto che noi abbiamo di lento o veloce cade completamente quando si entra nel campo della computazione quantistica e sua ottimizzazione. Per calcoli "normali" cosa intendi? con unità di calcolo quantistico, come si faceva notare, si deve avere un algoritmo costruito ad doc per realizzare e leggere (sopratutto) il risultato dello stesso, un po come ora per sfruttare le gpu o i dualcore o i 64bit serve codice scritto ad doc. Di fatto applicare una texture, eseguire due fork contemporaneamente o sfruttare registri a 64bit non sono calcoli "normali", ma possibilità in più che senza quei componenti non si avrebbero facilmente.

[GrrPulcy]

very simple la differenza tra 1 pc normale e un pc quantico:
utilizzo c cosi in pochi minuti tutti ci dovrebbero capire qualcosa.

...
...
int a=0,b=0;
double x;
randomize()
a=random(32767)+1;
b=random(32767)+1;
x= a*b;
cout<<x;
...
...
in poche parole se prendo un qualsiasi pc super pc cray o che si voglia NON RIUSCIRO MAI A TROVARE I VALORI DI a E b SEPPUR LA FUNZIONE RANDOM FA RIFERIMENTO AD UNA FUNZIONE DETERMINISTICA. CON UN QUANTUM PC CIO' E' POSSIBILE.
Correggete se sbaglio ps sry del maiuscolo ma me veniva prorio...
Cmq fate esempi non Qbits e cubiste e di qua e di la...

[sari]

Segnalo un nuovo pdf mooolto discorsivo e sembra fatto bene, ovviamente altra fonte universitaria

http://www.unigre.it/cssf/it/Dispens...%20Auletta.pdf

Spiega bene un bel po di cose

[LucaC82]

Originariamente inviato da sari

Mi sorge un dubbio... ma come si inseriranno i dati? cioè come pongo i qbit allo stato iniziale dell'algoritmo? Penso però che a questa risposta risponda il lato pratico della meccanica quantistica e fose lo scopo della scoperta citata nell'articolo risponde a questa domanda.

Lo stato iniziale del registro di qubit è imposto con i soliti impulsi elettrici oppure con campi magnetici o con un mix di entrambe le cose. Per esempio, nel caso in cui il qubit sia lo spin atomico, dobbiamo "solo" imporre gli spin iniziali di ciascun qubit negli stati desiderati...

Cmq date un'occhiata al mio primo intervento, gli algoritmi implementabili non sono codici in c... Non sono proprio scrivibili con il linguaggio informatico, sono fatti da operatori quantistici. Esempi è davvero impossibile farne perchè sarebbero del tutto incomprensibili, cmq se vi leggete i pdf segnalati o almeno ci date una piccola occhiata forse sarà tutto appena più chiaro..

(cmq se proprio volete.. ad esempio il gate di Hadamard si scrive così: 1/sqrt(2) * ((|0>+|1>)<0| + (|0>-|1>)<1|) ed è come fare un'operazione logica elementare su due qbit. Come vedete è diverso da uno XOR o da una moltiplicazione)

http://en.wikipedia.org/wiki/Hadamard_transform

PS Troppo bella questa enciclopedia on line! C'è tutto! dovete assolutamente vedere qui http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_computer

E questo è un esempio
http://en.wikipedia.org/wiki/Shor%27s_algorithm

[MiKeLezZ]

In questi processori quantici, come riesco a misurare deterministicamente (e fisicamente) il dato di spin (o qualsiasi altro dato quantico preso in esame)?

Ho letto un intervento che dice che il dato quantico è conoscibile e facilmente verificabile poichè sottosta alle leggi quantiche.
Quindi per fare una verifica in tale senso, dovremmo fare ulteriori calcoli, con che sistema? Non sarebbe poi un collo di bottiglia allo stesso calcolo quantico?
Risulta più efficiente andare "sulla fiducia".

Però questo porta al mio ultimo problema, ma le leggi quantiche non erano leggi probabilistiche? Ovvero io ho solo la -probabilità- che tale item abbia dato stato, e non la certezza.
Allora lavoreremmo costantemente con dati imprecisi, e al crescere delle computazioni l'errore diventa mostruosamente grande.

disclaimer:
*è probabile abbia detto un mare di cazzate, anche perchè non ci ho capito molto e a quest'ora non ho neppure approfondito (giusto l'esempio del gatto morto..)*

[MadRat]

Originariamente inviato da LucaC82

PS Troppo bella questa enciclopedia on line! C'è tutto! dovete assolutamente vedere qui

Occhio a cio' che trovi su quell'enciclopedia, le fonti non sono controllate ed e' piena di cavolate.

__________

Sbaglio o qualcuno ha perso di vista questo passaggio??
"Una delle architetture quantistiche maggiormente favorite per gli impieghi nell'informatica quantistica è quella che prevede l'impiego di singoli atomi per conservare bit quantici (qubits) di informazione, dove ogni qubit può conservare il valore 1, 0 o entrambi simultaneamente"

All'inizio sembrava poroprio che non lo aveste letto sciorinando ipotesi su ipotesi e formule su formule, fortunatamente Luca ha puntato la vostra attenzione su questo. Ora mi sembra di capire che sia stato riperso di vista da qualcuno. Domani rileggero' i post ad un orario piu' decente, magari sbaglio.

Byez

[int main ()]

ragà la notizia è vecchia è stato già creato un processore quantico molti mesi addietro ed era molto + potente d questo quì mi sembra fosse da 21 qubits ma nn ne sono sicuro me lo aveva passato un mio amico sub smanettatore(mio adepto ) cmq suesta tecnologia è una figata adesso nn stò a spiegare la fisica per chi capisce un pochetto sà come saremo fichi tra qualke decennio

[sari]

Originariamente inviato da LucaC82

Lo stato iniziale del registro di qubit è imposto con i soliti impulsi elettrici oppure con campi magnetici o con un mix di entrambe le cose. Per esempio, nel caso in cui il qubit sia lo spin atomico, dobbiamo "solo" imporre gli spin iniziali di ciascun qubit negli stati desiderati...

Cmq date un'occhiata al mio primo intervento, gli algoritmi implementabili non sono codici in c... Non sono proprio scrivibili con il linguaggio informatico, sono fatti da operatori quantistici. Esempi è davvero impossibile farne perchè sarebbero del tutto incomprensibili, cmq se vi leggete i pdf segnalati o almeno ci date una piccola occhiata forse sarà tutto appena più chiaro..

(cmq se proprio volete.. ad esempio il gate di Hadamard si scrive così: 1/sqrt(2) * ((|0>+|1>)<0| + (|0>-|1>)<1|) ed è come fare un'operazione logica elementare su due qbit. Come vedete è diverso da uno XOR o da una moltiplicazione)

http://en.wikipedia.org/wiki/Hadamard_transform

PS Troppo bella questa enciclopedia on line! C'è tutto! dovete assolutamente vedere qui http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_computer

E questo è un esempio
http://en.wikipedia.org/wiki/Shor%27s_algorithm

be la wikipedia inglese ha tutto e di più.
Riguardo al "linguaggio di programmazione", se così lo si può chiamare, avevo letto qualcosa in merito, ma non ricordo dove.
Ho con piacere visto che in varie università Italiane si studia meccanica quantistica, molte più di quello che credevo. Sarebbe veramente interessante avere quì un prof, oppure uno studente che abbia quasi finito il corso...

[evelon]

Interessante, lo sapevo che facevo bene a studiare fisica

[LucaC82]

Originariamente inviato da MiKeLezZ

In questi processori quantici, come riesco a misurare deterministicamente (e fisicamente) il dato di spin (o qualsiasi altro dato quantico preso in esame)?

Ho letto un intervento che dice che il dato quantico è conoscibile e facilmente verificabile poichè sottosta alle leggi quantiche.
Quindi per fare una verifica in tale senso, dovremmo fare ulteriori calcoli, con che sistema? Non sarebbe poi un collo di bottiglia allo stesso calcolo quantico?
Risulta più efficiente andare "sulla fiducia".

E' un bel problema ma non è insormontabile. Io conosco un modo per leggere lo spin elettronico ma ovviamente esistono altri modi. In questo caso il qubit è lo spin di un elettrone confinato in una cella tramite barriere di potenziale.
La lettura di spin viene tramutata in una lettura di carica, eseguibile con un transistore a singolo elettrone (sono aggeggi che sfruttano due barriere tunnel) in questo modo.
Detto in parole povere si dà una tensione (come al solito sulla superficie del sistema) sufficiente a far spostare l'elettrone in questione da una locazione all'altra (dove sarà già presente un altro elettrone che abbiamo trattato in modo che il suo spin sia certo e noto). Il fatto è che se l'elettrone che spingiamo di là avrà lo stesso spin dell'elettrone "di casa" l' "ospite" ci andrà molto poco volentieri e avrà bisogno di più energia, quindi non passerà. Se invece lo spin dell' "ospite" sarà opposto a quello noto del "padrone di casa" basterà meno energia e ci andrà (sono fermioni e come diceva il mio prof i fermioni non stanno bene insieme, principio di esclusione di Pauli). A questo punto controlliamo se nella locazione in questione ci sono 1 o 2 elettroni con un transistore a singolo elettrone..

Se il tutto funziona è anche piuttosto veloce.. non è un collo di bottiglia del sistema.. Poi la lettura si fa solo alla fine, anche durasse un secondo (che esagerato...) non sarebbe un gran problema...

[int main ()]

Originariamente inviato da evelon

Interessante, lo sapevo che facevo bene a studiare fisica

ASD lo dico sempre anke io