ddek e la meccanica quantistica

Dunque l'incontro trasmesso da C-SPAN dalla Library of Congress è stato interessante sopratutto se si conosce l'inglese e si desidera assistere ad una introduzione semplice ai principi della fisica quantistica. L'idea era quella di discutere delle frontiere fra la fisica classica e fisica quantistica e dello sviluppo dei computer quantistici. Questa discussione si innesta, come ha detto Derrick de Kerckhove nella sua breve introduzione, nel varco aperto da Einstein con la teoria della relatività. Nella lezione introduttiva, il fisico Juan Pablo Paz che lavora attualmente presso i Los Alamos National Laboratory, ha inizialmente spiegato, in un veloce excursus che è andato dall'abaco al transistor, cosa è un computer dal punto di vita fisico. Ha poi introdotto la legge di Moore dandone una lettura leggermete diversa da quella tradizionale. In pratica l'idea è quella di calcolare quanti oggetti materiali siano necessari per rappresentare un bit di informazione. Questo numero decresce nel tempo e tende verso una coincidenza potenziale fra un oggetto materiale ed un bit. L'oggetto materiale potrebbe anche essere un atomo. Un atomo un bit. Questo risultato rappresenta una limite teorico nello sviluppo dell'eleborazione dell'informazione e l'inzio del dominio della fisica quantistica. Il computer, dal punto di vista fisico, è dunque un sistema che conserva e processa informazioni. L'informazione non esiste se non è rappresentata in qualche modo in un oggetto fisico. L'informazione è in questo senso dominio della fisica e deve sottostare a le sue leggi. Ad esempio per trasmettere da A a B non lo si può fare più velocemente della velocità della luce. Da questo punto di vista la fisica quantistica apre il mondo a nuove e diversi limiti rispetto alla fisica tradizionale. Ad esempio un bit di informazione potrebbe essere rappresentato da un elemento di materia minore di un atomo. E' seguita la classica dimostrazione dell'esperimento del passaggio dei fotoni (particelle di luce, introdotti da Einstein) attraverso un splitter (uno specchio che riflette parte della luce e lascia passare l'altra) che tende a dimostrare come i fototoni (gli elementi che compongono la luce) non seguano una traiettoria definita. In pratica esistono in uno stato che è insieme uno e zero. Il problema è che quando andiamo ad osservare questo valore misurandolo otteniamo uno dei due valori (o 1 o 0). Se questo vi sembra disorientante siete sulla strada giusta per capire i principi della fisica quantistica. Quello che è interessante qui è che lo stato (1 o 0) è, in qualche modo, generato dalla misurazione. Un sistema fisico può rappresentare un bit classico se può esistere in due stati distinti (0/1). Ad esempio una palla da biliardo che si muove in una certa direzione e nella direzione opposta. Nel mondo microscopico le "palle" (particelle come gli elettroni ed i fotoni) non seguono traiettorie definite. Possono esistere in stati che sono insieme 0 e 1. I qbit possono esistere in uno stato più generale rispetto a bit tradizionali. Dunque la differenza principale fra un computer classico ed uno quantistico consiste nel fatto che il compututer tradizionale computa modificando il valore di ogni bit che può assumere uno dei due stati possibili (0/1). Si può dire che segue una traiettoria computazionale che va di stato in stato. Il computer quantistico potrà seguire più traiettorie computazionali allo stesso tempo (come il fotone). E' dunque caratterizzato da un forma intrinseca di parallelismo computazionale. Il problema è che allo stato attuale dello sviluppo scientifico non siamo in grado di governare agevolmente gli stati dei qbit. I computer quantistici sono molto sensibili all'interazione con l'ambiente. Uno degli esempi di successo dei computer quantistici riguarda il calcolo dei numeri primi di un numero intero molto grande. I computer quantistici sono molto più veloci di quelli tradizionali. Questo consentirà di descrittare facilmente ed in poco tempo i codici crittografici attualmente utilizzati per garantire la sicurezza delle transazioni cifrate. Secondo Juan Pablo Paz non avremo tuttavia un computer quantistico funzionante entro i prossimi 10-20 anni. E' plausibile pensare che i chip quantistici potranno essere in una prima analisi usati per calcoli molto specifici ed affiancheranno i chip tradizionali in modo analogo al modo in cui i coprocessori matematici affiancavano fino a qualche hanno fa le CPU dei computer. Al momento il sistema quantistico con un maggiore numero di bit attualmente disponibile è composto da 10 qbit. Le tecnologie utilizzate non sono, secondo Juan Pablo Paz, tuttavia scalabili e non rappresentano una prospettiva promettete per lo sviluppo di effettivi computer quantistici. La sessione di domande e risposte è stata abbastanza interessante e de Kerckhove ha posto alcune domande. La più interessante di tutte, a mio avviso, è stata quella finale. In pratica de Kerckhove ha chiesto se l'idea che il qbit esiste in uno stato che è insieme 1 e 0 potrà portare allo sviluppo di una logica diversa da quella tradizionale aristotelica. La risposta del fisico è stata abbastanza netta e negativa. Infatti pur esistendo in questo stato neutro, la misurazione del qbit dà sempre come risposta uno dei due stati (o 0 o 1). Da questo incontro è comunque emerso in modo piuttosto chiaro che ragionare ora degli effetti sociali di una tecnologia che esisterà forse fra 20 anni appare, a oggi, prematuro.