QUEST

Qubit

In questa pagina troverai informazioni su cosa sono i qubit. Inizia dalla sezione che ti sembra più semplice o più vicina ai tuoi interessi (gioca - Play, scopri - Discover, o impara - Learn), poi esplora le altre per vedere come la tua comprensione cambia e si amplia!

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Lanciata inizialmente il 27 luglio 2021, la versione aggiornata e mobile di Q|Cards> è disponibile per il download sugli store di app come versione online completamentedigitale e multiplayer del gioco da tavolo Q|Cards>.

Inizia a giocare a Q|Cards> sul tuo dispositivo mobile o sul tuo tablet! L'app utilizza la libreria di calcolo quantistico Qiskit di IBM per simulare i circuiti quantistici da 2 a 5 qubit che comporrai durante il gioco!

Crediti:
Viktor Minin (Code, Game Design)
Sonya Minina (Graphics, Game Design)
Boris Sokolov (Code, Physics)
Caterina Foti (Physics)
Guillermo García-Pérez (Game Concept, Game Design, Physics)
Matteo Rossi (Code, Physics)
Sabrina Maniscalco (Production, Physics)

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I sistemi quantistici più semplici in assoluto sono quelli il cui spazio di Hilbert ha dimensione pari a 2, il che equivale a dire che la sua base contiene due vettori che rappresentano due stati del sistema.

Tali sistemi a due stati (o a due livelli) sono chiamati qubit (abbreviazione di bit quantistico) e svolgono un ruolo essenziale nell'informatica quantistica; non a caso, essi rappresentano la versione quantistica del bit classico, ovvero l'unità fondamentale dell'informazione e del calcolo classici. Un esempio è lo spin, una proprietà intrinseca delle particelle che, per un elettrone, può assumere solo due valori, $+\hbar/2$ o $-\hbar/2$, lungo qualsiasi direzione dello spazio fisico, sia essa $x$, $y$ o $z$. In questo caso, i due stati che formano la cosiddetta base computazionale di un qubit possono essere considerati gli stati di spin up e spin down lungo, ad esempio, la direzione $z$. Un altro esempio tipico è la polarizzazione dei fotoni, che può essere, ad esempio, verticale o orizzontale.

I computer quantistici si basano sul comportamento quantistico dei qubit per risolvere problemi computazionali in modo più efficiente rispetto ai computer convenzionali. Per “efficiente” intendiamo che sono in grado di trovare soluzioni in un numero minore di passaggi. Per comprendere le proprietà quantistiche dei qubit sfruttate dai computer quantistici, esplora le voci relative alla sovrapposizione quantistica, al comportamento ondulatorio e all'entanglement, dove vengono spiegate in termini di spin.

Learn

A questo link troverai una descrizione del qubit — il sistema quantistico più semplice possibile — in termini di vettori su uno spazio di Hilbert. Inoltre, imparerai come rappresentare geometricamente lo stato del qubit sulla superficie della cosiddetta sfera di Bloch.

Si prega di notare che il documento è disponibile solo in inglese.

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