La fisica quantistica cambia le regole della logica: lo studio dell’Università di Padova

PADOVA\ aise\ - Un gruppo di ricerca dell’Università di Padova ha sviluppato un algoritmo quantistico capace di superare alcuni limiti dei computer tradizionali nel ragionamento equazionale, aprendo prospettive in settori come scienza dei materiali, polimeri e biologia.
Il ragionamento equazionale consente ai computer di manipolare equazioni attraverso regole algebriche, simulando forme di ragionamento logico. È alla base della dimostrazione automatica di teoremi, della risoluzione di equazioni e della modellizzazione di sistemi complessi.
Quando i problemi diventano più articolati, il numero di espressioni equivalenti cresce in modo esponenziale, rendendo impraticabile l’analisi con algoritmi classici.
Lo studio, pubblicato su Science Advances con il titolo “Quantum algorithms for equational reasoning” propone un nuovo algoritmo chiamato quantum normal form reduction. Grazie alla sovrapposizione quantistica, un computer quantistico può rappresentare simultaneamente tutte le equazioni utili alla soluzione di un problema e manipolarle insieme, invece di esaminarle una per una.
Secondo Davide Rattacaso, primo autore della ricerca, il metodo può essere applicato allo studio dei polimeri, le cui configurazioni spaziali possono essere descritte da regole equazionali, oppure alla rappresentazione di collezioni di genomi collegati da mutazioni genetiche: "il nostro approccio permette allora di codificare tutte le possibili configurazioni di un polimero in uno stato quantistico" spiega "così da calcolare proprietà termodinamiche rilevanti. Un'altra possibile applicazione è la rappresentazione di collezioni di genomi di diversi individui che, essendo legati da regole di trasformazione relativamente semplici - le mutazioni genetiche -, si prestano ad essere rappresentati globalmente da un unico stato quantistico”.
Il risultato potrebbe contribuire allo sviluppo di circuiti logici più efficienti, alla compressione dei dati, alla simulazione del linguaggio e alla modellizzazione molecolare. (aise)