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Le nuove frontiere dellInformazione Quantistica Computer Superveloci CrittografiaTeletrasporto CrittografiaTeletrasporto.

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Presentazione sul tema: "Le nuove frontiere dellInformazione Quantistica Computer Superveloci CrittografiaTeletrasporto CrittografiaTeletrasporto."— Transcript della presentazione:

1 Le nuove frontiere dellInformazione Quantistica Computer Superveloci CrittografiaTeletrasporto CrittografiaTeletrasporto

2 oggi La rapida evoluzione delle capacità di calcolo… Fino a che punto ci possiamo spingere?

3 La legge di Moore prevede un raddoppio delle prestazioni di calcolo ogni 18 mesi Si intravede però un limite alla miniaturizzazione dei dispostivi elettronici… A dimensioni atomiche entrano in gioco le leggi della meccanica quantistica Il primo transistor (1948) 50 miliardi di transistor

4 | = Attualmente linformazione si codifica in sequenze di bit Ogni bit assume valori 0 oppure 1 Esempio: la lettera a = Il bit quantistico (qbit) registra simultaneamente 0 e 1 |0 =|1 = Sovrapposizione quantistica di stati

5 I calcolatori quantistici, elaborando i qubit, riescono a svolgere più operazioni contemporaneamente (parallelismo intrinseco) Esempio: scomposizione in fattori = Quanto sono più veloci? x ? x ? mm… Ma per fattorizzare un numero di 129 cifre un computer classico impiegherebbe mesi (8 mesi su un P4 3.2GHz) E un computer quantistico? Solo pochi secondi !! Facile! Per numeri di migliaia di cifre non basterebbe un tempo pari alletà dellUniverso! Usando invece lalgoritmo quantistico di Shor si potrebbe avere la risposta in qualche giorno

6 La scomposizione in fattori primi sta alla base della crittografia attuale che rende sicura la transazione di dati (banche, istituzioni, difesa,...) Uno spione in possesso di un computer quantistico potrebbe decrittare informazioni riservate. Al tempo stesso però, la crittografia quantistica permette di smascherare uneventuale intercettazione

7 Sorgente di qbit accoppiati (entangled) Generazione di chiave segreta (scrittura) Generazione di chiave segreta (lettura) Fibra ottica Alice spedisce a Bob il messaggio criptato mediante la chiave segreta Le intrusioni di uno spione sulla fibra ottica vengono scoperte ! Al tempo stesso però, la crittografia quantistica permette di smascherare uneventuale intercettazione

8 Sorgente di fotoni accoppiati (entangled) Teletrasporto di fotoni (quanti di luce) Fotone da trasportare Alice Alice misura congiuntamente i due fotoni Il risultato della misura viene trasmesso a Bob Bob Usando il dato di Alice, Bob trasforma il suo fotone in una copia esatta del fotone originale!

9 Abbiamo appena iniziato a utilizzare i principi base della meccanica quantistica a favore dellinformatica e delle telecomunicazioni La crittografia quantistica è già una realtà commerciale Il mondo della ricerca sta dedicando grandi sforzi per la realizzazione pratica del computer quantistico Riusciremo a teletrasportare la materia a distanza, come già facciamo con la luce? A cura del Gruppo Teorico di Fisica della Materia, Università di Bologna (L. Campos Venuti, C. Degli Esposti Boschi, M. Roncaglia)


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