Roberto Campagnola : 6 Febbraio 2022 16:19
Autore: Roberto Campagnola
Data Pubblicazione: 6/02/2022
Nel 1996, durante la sua attività di ricerca presso la IBM, il fisico David DiVincenzo pubblicò un articolo intitolato “Topics in Quantum Computing” in cui delineò 5 requisiti minimi necessari per la realizzazione di una macchina a computazione quantistica.
Scarica Gratuitamente Byte The Silence, il fumetto sul Cyberbullismo di Red Hot Cyber
«Il cyberbullismo è una delle minacce più insidiose e silenziose che colpiscono i nostri ragazzi. Non si tratta di semplici "bravate online", ma di veri e propri atti di violenza digitale, capaci di lasciare ferite profonde e spesso irreversibili nell’animo delle vittime. Non possiamo più permetterci di chiudere gli occhi».
Così si apre la prefazione del fumetto di Massimiliano Brolli, fondatore di Red Hot Cyber, un’opera che affronta con sensibilità e realismo uno dei temi più urgenti della nostra epoca.
Distribuito gratuitamente, questo fumetto nasce con l'obiettivo di sensibilizzare e informare. È uno strumento pensato per scuole, insegnanti, genitori e vittime, ma anche per chi, per qualsiasi ragione, si è ritrovato nel ruolo del bullo, affinché possa comprendere, riflettere e cambiare.
Con la speranza che venga letto, condiviso e discusso, Red Hot Cyber è orgogliosa di offrire un contributo concreto per costruire una cultura digitale più consapevole, empatica e sicura.
Contattaci tramite WhatsApp al numero 375 593 1011 per richiedere ulteriori informazioni oppure alla casella di posta [email protected]
Supporta RHC attraverso:
Ti piacciono gli articoli di Red Hot Cyber? Non aspettare oltre, iscriviti alla newsletter settimanale per non perdere nessun articolo.
I primi quattro criteri valgono anche per i computer classici perché non vogliamo esser limitati in termini di architetture o possibili operazioni da svolgere, mentre l’ultimo criterio è specifico per i computer quantistici.
Abbiamo visto che i principi fondamentali su cui si basa il computer quantistico sono i principi della sovrapposizione coerente di stati, e dell‘entanglement.
Lo stato di un sistema quantistico può essere descritto da una combinazione lineare a coefficienti complessi di vettori in uno spazio di Hilbert:
Finché non avviene il processo di misura, il sistema si trova contemporaneamente in tutti i possibili valori della grandezza, e solo quando si effettua una misura si ottiene uno dei possibili risultati, ognuno secondo una differente probabilità, data dal modulo quadro del coefficiente complesso della combinazione lineare.
Si presentano casi in cui lo stato di un sistema quantistico non è descritto da una sovrapposizione coerente di stati, ma da una miscela statistica, nel caso in cui si stiano studiando sistemi quantistici indipendenti. Alla “miscela statistica” è associata una probabilità classica, cioè una probabilità che nasce dalla nostra mancata conoscenza di tutte le sue condizioni e che quindi ci porta dover ricorrere alla statistica per poterne descrivere lo stato e l’evoluzione. A differenza della probabilità quantistica che è una probabilità intrinseca dei sistemi quantistici.
Questo fenomeno si verifica in particolari condizioni quando due o più stati possono essere considerati sottosistemi di un sistema quantistico più ampio, e il cui stato può essere descritto solo come sovrapposizione di più stati. Tale condizione, che non ha alcun corrispettivo nel mondo classico, porta a diversi fenomeni a prima vista contro intuitivi ma perfettamente verificati e spiegabili secondo la fisica quantistica: se per esempio si costruisce uno stato entangled a partire da due stati di due particelle legate tra loro, la misura di una variabile su una particella influenzerà istantaneamente la grandezze dell’altra, indipendentemente dalla distanza che le separa.
L’entanglement portò alla formulazione del paradosso EPR da parte di Einstein, Podolsky e Rosen per mettere in luce l’apparente incompletezza della meccanica quantistica, e la necessità di una sua confutazione. In realtà il paradosso fu spiegato nel 1964 grazie alle famose disuguaglianze di Bell, che portarono alla conclusione che in alcuni aspetti la meccanica quantistica è una teoria che non rispetta il principio di località.
I qubit di un computer, sono quindi oggetti estremamente “delicati”: ogni interazione con l’ambiente esterno ne altera irrimediabilmente lo stato, portando al fenomeno del collasso della funzione d’onda, che è stato spiegato usando la decoerenza quantistica. Per esempio un debole campo magnetico o un casuale impulso di microonde possono indurre l’inversione dei qubit (bit-flip) invertendo le loro possibilità di essere |0⟩ e |1⟩ rispetto agli altri qubit, o l’inversione di fase (phase-flip), la trasformazione della relazione matematica tra i loro due stati.
Quando i qubit di un sistema quantistico raggiungono la decoerenza, l’informazione in essi contenuta è persa, ed è quindi necessario mantenere la fase di sovrapposizione coerente il più a lungo possibile.
Nella computazione classica per evitare una perdita di informazione è naturale ricorrere alla ridondanza e creare delle copie identiche dei bit contenenti ognuna la stessa informazione. Si possono così eseguire le operazioni, avendo a disposizione più copie degli stessi bit in caso di errori, difetti o mancanze. Nel mondo quantistico, questa tecnica non è possibile a causa del teorema del no-cloning quantistico che in una sua versione semplificata impedisce la creazione di stati quantistici sconosciuti a priori.
Rappresentazione di alcuni errori possibili nella computazione quantistica
Sono stati sviluppati negli anni diversi algoritmi quantistici di correzione degli errori; uno di essi che fa uso di un processo simile alla versione classica, è stato ideato da Peter Shor, di cui abbiamo già parlato. In tale algoritmo si utilizzano più qubit portatori per salvaguardare l’informazione di un singolo qubit: si fa in modo che l’informazione venga codificata su stati entangled di più qubit, in modo tale che se si verifica un errore gli stati logici sono mappati in altri stati ortogonali.
Successivamente, a questi stati si associa anche una osservabile la cui misura fornisce informazioni in quale sottospazio si trovi lo stato: sapremo quindi che si è verificato un errore senza però ricevere alcuna informazione su di esso e senza dover effettuare una misura sul qubit; sappiamo in fatti che la misura in meccanica quantistica è un processo altamente “distruttivo” perché porta per definizione al collasso della funzione d’onda.
Lo sviluppo di algoritmi di correzione degli errori e gli studi per aumentare il tempo di decoerenza, sono in costante sviluppo: ad esempio nei computer quantistici a super conduttori, che rappresentano le architetture più usate e ritenute più promettenti, i tempi di decoerenza sono passati dell’ordine dei nanosecondi alle centinaia di microsecondi, che rappresenta un salto di numerosi ordini di grandezza.
Nel prossimo numero della nostra rubrica esamineremo le architetture più usate e i tipi più diffusi di computer quantistici..stay tuned, al prossimo mese!
Fonte
Photo credit:Cho, Adrian (2020).No room for error. Science, 369(6500)
Roberto CampagnolaGoogle sta trasformando il suo motore di ricerca in una vetrina per l’intelligenza artificiale, e questo potrebbe significare un disastro per l’intera economia digitale. Secondo un nuovo...
Il panorama delle minacce non dorme mai, ma stavolta si è svegliato con il botto. Il 18 luglio 2025, l’azienda di sicurezza Eye Security ha lanciato un allarme che ha subito trovato eco ne...
Nel corso di un’operazione internazionale coordinata, denominata “Operation Checkmate”, le forze dell’ordine hanno sferrato un duro colpo al gruppo ransomware BlackSuit (qu...
Il Dipartimento di Giustizia degli Stati Uniti ha segnalato lo smantellamento di quattro piattaforme darknet utilizzate per la distribuzione di materiale pedopornografico. Contemporaneamente, un dicio...
“Combattere il cybercrime è come estirpare le erbacce: se non elimini le radici a fondo, queste ricresceranno” e oggi, più che mai, questa verità si conferma ess...
Iscriviti alla newsletter settimanale di Red Hot Cyber per restare sempre aggiornato sulle ultime novità in cybersecurity e tecnologia digitale.
Copyright @ REDHOTCYBER Srl
PIVA 17898011006
