Il computer digitale

Il computer digitale
Il transistor
(Bell Labs, 1947)
Un semplice dispositivo che può stare
in 2 stati: 0/1 (non passa/passa corrente)
comandato da una tensione elettrica
0 e 1 (bit) sono la base del sistema binario:
con i bit potete scrivere numeri e farci operazioni
Chip: milioni di transistors
integrati assieme (milioni di bit)
Qual’è il limite della miniaturizzazione?
Scrivere 1 bit con 1 atomo!
La Meccanica Quantistica
Luce
onde?
o particelle?
La Meccanica Quantistica
Elettroni
particelle? o onde?
La Meccanica Quantistica
Domanda: Elettroni, particelle o onde?
Risposta: entrambe le cose! (principio di complementarità)
Quando lo rivelo sullo schermo lo trovo in un punto x
(come una particella)
Ma la probabilità di trovarlo in x è
"(x)
P(x) = "(x)
si comporta come un’onda ed obbedisce
ad un’equazione d’onda (l’eq. di Schroedinger)
2
La Meccanica Quantistica
Sovrapposizione di stati
x
Stato(t) = # "(x,t) x
L’elettrone può trovarsi in ogni
punto x: ogni volta che lo misuro lo trovo
in un punto x generalmente diverso.
x
!
P(x,t) = "(x,t)
2
La probabilità di misurarlo in x.
Equazione di Schroedinger
La Meccanica Quantistica: Lo Spin
(Stern)
" = 0
" =1
Sovrapposizione di stati
Stato = " 1 + # 0
!
!
(Dirac)
La Meccanica Quantistica: Lo Spin
Mendeleev
Pauli (principio di esclusione)
Lo spin e il principio di esclusione spiegano l’ordine con
cui gli elettroni occupano i vari livelli energetici atomici:
tutta la materia che ci circonda è regolata dallo spin!
La Meccanica Quantistica: Il gatto
Mondo atomico
Stato = " 1 + # 0
Mondo macroscopico. Attenti alle sovrapposizioni: paradossi
Stato = " 1 Gatto # morto + $ 0 Gatto # vivo
Il computer quantistico: il sogno
Stato "1spin = 1 + 0
Stato " 5spin = ( 1 + 0 ) # ( 1 + 0 ) # ( 1 + 0 ) # ( 1 + 0 ) # ( 1 + 0 )
!
Parallellismo quantistico:
lavoro allo stesso tempo
su 25=32 stati/numeri