jQuantum: simulare gratis algoritmi quantistici!

Forse non molti sanno che i primi computer erano enormi, tanto che occupavano interi piani di un edificio, e svolgevano i loro compiti piuttosto lentamente. Grazie ai continui sviluppi nel campo della microelettronica hanno cominciato a ridurre le loro dimensioni aumentando allo stesso tempo le loro prestazioni. Questo ha fatto si che negli anni '80 fossero disponibili i primi personal computer.

Oggi hanno raggiunto capacità tali che possono stare tranquillamente in tasca: chi di noi non ha uno smartphone con sé?

Purtroppo però la capacità di miniaturizzazione dei circuiti elettronici sta arrivando al suo limite dal momento che si stanno di fatto raggiungendo dimensioni paragonabili a quelli degli atomi stessi, regno questo dove domina sovrana la meccanica quantistica.

Per superare le difficoltà legate a queste limitazioni si sta progettando una nuova generazione di computer che sfruttano per funzionare dei principi della meccanica quantistica.

Per approfondire come funziona un computer quantistico vi rimando ad un mio post dedicato.

Per il momento vi è sufficiente sapere che in un computer quantistico l'informazione viene codificata in quelli che vengono detti qubit (contrazione di quantum bit) che sfruttano una proprietà tipica della meccanica quantistica detta sovrapposizione degli stati. In pratica, a differenza dei bit, i qubit possono assumere non solo i valori 0 e 1 ma anche uno qualsiasi compreso tra di essi.

Per rendervi conto di quanto sia ritenuto importante lo sviluppo di questi nuovi computer basti sapere che colossi come IBM, Google, Intel vi hanno e vi stanno investendo ingenti risorse economiche e non solo. E' grazie a loro se oggi esistono delle prime realizzazioni di computer quantistici, anche se non sono ancora disponibili per il grande pubblico.

Queste prime versioni di computer quantistici sono in grado di gestire poche decine di qubit ma molto probabilmente potremo vederne di capaci di gestire alcune migliaia di qubit entro il prossimo decennio o poco più.

Ma ciò non vuol dire che nel frattempo non possiate già oggi avvicinarvi a questo fantastico mondo.

Infatti potete cominciare a capire come si programma un computer quantistico e testare i vostri algoritmi quantistici anche se non ne avete ancora a disposizione uno vero e proprio.

Per farlo vi basta usare un semplice software: jQuantum.

Si tratta di un programma open source scritto in java che in pratica è un simulatore di computer quantistico. Grazie ad esso potrete simulare l'implementazione di circuiti quantistici su un piccolo registro quantico fino a circa 15 qubit. Il suo obiettivo principale è quello di aiutare ad apprendere e comprendere i circuiti quantici che forse serviranno da elementi costitutivi per l'invenzione di nuovi algoritmi quantistici.

A differenza dei computer tradizionali i programmi per quelli quantistici si scrivono disegnando quelli che vengono appunto detti "circuiti quantistici". All'atto pratico si ha a disposizione una specie di spartito musicale in cui vengono posti, e collegati fra loro, i vari blocchi che rappresentato i vari tipi di compiti di base che è possibile eseguire e che vanno a costituire la logica del nostro algoritmo quantistico.

Sul sito di riferimento vengono messi a disposizione vari esempi di circuiti quantistici da usare come guida per crearne di propri.

Quindi se volete prepararvi sin da subito a prendere dimestichezza con i computer di nuova generazione ed essere pronti per quando saranno disponibili per tutti, allora jQuantum vi sarà di aiuto.

Se ti è piaciuto l'articolo, segui il feed per tenerti sempre aggiornato sui nuovi contenuti del blog!