L’intero discorso dei pc quantistici è che gli strani principi della meccanica quantistica consentono loro di superare esponenzialmente le loro controparti classiche. Ma cosa succederebbe se il fondamento stesso di questa affermazione fosse sbagliato?
In un recente articolo pubblicato su Atti dell’Accademia Nazionale delle ScienzeTim Palmer, fisico dell’Università di Oxford nel Regno Unito, propone una leggera modifica alla matematica alla base della teoria quantistica. Il quadro, denominato “Meccanica quantistica razionale”, porrebbe effettivamente un limite superiore alla capacità dell’{hardware} quantistico.
Se convalidato, ciò significa che la capacità quantistica non crescerà all’infinito. Ciò successivamente smorza qualunque eccitazione – o paura – deriviamo dal loro potenziale. Advert esempio, non costituiranno una vera minaccia per Crittosistemi RSAl’algoritmo protettivo utilizzato oggi per archiviare la maggior parte dei dati, nonostante innumerevoli affermazioni che i pc quantistici possano decifrarli.
Intenzioni ambiziose
Ma tutto questo è un grande “se”. Innanzitutto, la meccanica quantistica è una delle teorie di maggior successo nella storia della scienza. Certo, c’è ancora molto che non capiamo del mondo quantistico, ma suggerire che la teoria abbia bisogno di qualche modifica è una mossa ambiziosa.
Palmer è d’accordo ma crede ancora che alcuni aspetti matematici possano essere rivisti per rappresentare meglio la realtà. Inoltre, la sua thought potrebbe essere testabile con le tecnologie quantistiche esistenti entro i prossimi cinque anni.
Nello specifico, Palmer si concentra su un concetto chiamato spazio di Hilbert, lo spazio vettoriale normal utilizzato per calcolare la maggior parte dei sistemi quantistici. Rispetto alla fisica classica, la meccanica quantistica “dipende in modo più vitale dal continuum dei numeri reali…[but] la natura detesta il continuum”, ha spiegato Palmer in a dichiarazione.
Ecco il piano
Nella meccanica quantistica convenzionale, il numero di dimensioni in uno spazio di Hilbert cresce esponenzialmente con il numero di qubit. Secondo un articolo del Insider quantisticoquesto “scaling esponenziale è fondamentale per mantenere la promessa dell’informatica quantistica, consentendo advert algoritmi come il metodo di Shor di fattorizzare grandi numeri molto più velocemente delle macchine classiche”.
Il suggerimento di Palmer è il seguente: ai fini pratici, lo spazio fisico assomiglia più a una raccolta di elementi discreti, non continui. La meccanica quantistica “razionale” aderisce a questa visione dello spazio geometrico e, di conseguenza, il contenuto informativo nello stato quantistico cresce linearmente con il numero di qubit.
“Al di sopra di un numero critico di qubit entangled, semplicemente non ci sono abbastanza informazioni nello stato quantistico per allocare anche un solo bit di informazione a ciascuna dimensione dello spazio di Hilbert”, ha spiegato Palmer. “Quando ciò accadrà, gli algoritmi quantistici che utilizzano tutto lo spazio di Hilbert smetteranno di avere un vantaggio quantistico rispetto agli algoritmi classici”.
Secondo lo studio, i pc quantistici perderanno il loro vantaggio una volta che il sistema supererà i circa 1.000 qubit. Un grande punto di forza dei pc quantistici è che saranno in grado di fattorizzare numeri estremamente grandi in modi che i pc classici non possono fare. Questa capacità di fattorizzazione infinita è rilevante per affermare che i pc quantistici potrebbero violare l’algoritmo RSA. Pertanto, esiste un limite al numero di qubit che gli ingegneri possono stipare nel pc quantistico più “potente”: dopo 1.000 qubit, il sistema si esaurirà molto prima di raggiungere la scala richiesta. Nel caso ve lo stiate chiedendo, quella soglia è ben al di sotto di a stima comune per il numero di qubit richiesti per rompere RSA: 4.099.
L’onere della prova
Sebbene sia una proposta affascinante, la meccanica quantistica razionale rimane altamente speculativa. Solo il tempo e l’analisi approfondita diranno quanto, se non del tutto, questa proposta potrebbe cambiare le cose in meglio o in peggio. Nel documento, Palmer propone un take a look at sperimentale per intrecciare molti qubit secondo un algoritmo specifico e verificare eventuali segni di peggioramento delle prestazioni.
D’altra parte, la meccanica quantistica rimane una delle teorie più testate empiricamente. Palmer ha ragione nel dire che lo spazio di Hilbert è più una “idealizzazione”, come cube nella sua dichiarazione, ma non sono stati condotti esperimenti per indicare il tipo di spazio fisico discreto descritto da Palmer nella sua proposta.
Personalmente non voglio screditare troppo la nuova thought. Non è saggio presumere che qualcosa sia “impossibile” quando sono coinvolte cose quantistiche. Ma le grandi affermazioni richiedono grandi show, e se qualcosa del genere emergesse da questa teoria, sarei il primo a saperne di più.
