COMPUTACIÓN CUÁNTICA: Es una tecnología que se encuentra actualmente en desarrollo Aprovecha características de las propiedades previstas por la mecánica cuántica, para ejecutar procesos y realizar cálculos teniendo ventaja sobre los sistemas tradicionalmente conocidos: • •
Superposición Entrelazamiento cuántico
A la computación no cuántica, basada en estados fijos, sin superposición ni enmarañamiento, se le llama computación clásica, por analogía con la distinción entre mecánica clásica y la mecánica cuántica.
SUPERPOSICIÓN: •
Es un principio fundamental de la mecánica cuántica que sostiene que un sistema físico, tal como un electrón, existe en parte en todos sus posibles estados teóricos de forma simultánea
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Sin embargo, cuando se mide, da un resultado que corresponde a solamente una de las posibles configuraciones
La Paradoja del Gato de Schrödinger
ENTRELAZAMIENTO Es un fenómeno cuántico, en el cual los estados cuánticos de dos o más objetos se deben describir mediante un estado único que va a involucrar a todos los objetos del sistema, aun cuando los objetos estén separados espacialmente. Por ejemplo, es posible enlazar dos partículas en un solo estado cuántico de espín nulo, de forma que cuando se observe que una gira hacia arriba, la otra automáticamente recibirá una "señal" y se mostrará como girando hacia abajo, pese a la imposibilidad de predecir, según los postulados de la mecánica cuántica, qué estado cuántico se observará.
COMPUTADORA CUÁNTICA: Una computadora cuántica es aquella que utiliza qubits para realizar sus operaciones en lugar de los bits, según la definición de Deutch(1985,1989) Un computador Cuántico es Una colección De n qubits sobre los que es posible: • • • • •
Cada qubit puede prepararse en un estado conocido |0> Los qubits pueden medirse en la base {|0>,|1>} Sobre cualquier subconjunto de qubits de tamaño fijo podemos aplicar una (o un conjunto de) puertas universales. Los qubits sólo evolucionarán de la manera prevista en las puertas El último punto es el que trae más problemas, debido a la existencia de incoherencia. No se puede esperar de un sistema cuántico convencional que su evolución se produzca de manera totalmente controlada. Sin embargo podríamos modificar el enunciado de modo
¿QUÉ ES UN QUBIT? •
Es un sistema cuántico con dos estados propios y que puede ser manipulado arbitrariamente. Solamente puede ser descrito correctamente mediante la mecánica cuántica, y tiene dos estados bien distinguibles mediante medidas.
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Es la información que contiene ese sistema cuántico de dos estados posibles. En esta acepción, el qubit es la unidad mínima y por lo tanto constitutiva de la teoría de la información cuántica.
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Es un concepto fundamental para la computación cuántica y para la criptografía cuántica, el análogo cuántico del bit en informática.
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Su importancia radica en que la cantidad de información contenida en un qubit, y la forma en que esta información puede ser manipulada, es fundamental y cualitativamente diferente a la de un bit clásico.
VENTAJAS Y POSIBLES APLICACIONES: La principal ventaja es la velocidad en el procesamiento, eso depende de su número de bits cuánticos ‘qubits’: cuántos más tienen, más rápido funcionan. Pueden resolver en segundos tareas para las que un ordenador normal tardaría años. • Algunos algoritmos donde la eventual construcción de una computadora cuántica permite hacer cosas “imposibles”. • La transformada de Fourier Cuántica • La búsqueda en una base de datos desordenada • La factorización de números grandes (Algoritmo de Short) • La teleportación de estados cuánticos • Distribución segura de claves criptográficas • Inteligencia Artificial
PROBLEMAS •
El problema de la decoherencia cuántica, que causa la pérdida del caracter unitario (y, más específicamente, la reversibilidad) de los pasos del algoritmo cuántico.
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Los tiempos de decoherencia para los sistemas candidatos, en particular el tiempo de relajación transversal (en la terminología usada en la tecnología de resonancia magnética nuclear e imaginería por resonancia magnética)
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Otro de los problemas principales es la escalabilidad, especialmente teniendo en cuenta el considerable incremento en qubits necesarios para cualquier cálculo que implica la corrección de errores.
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Para ninguno de los sistemas actualmente propuestos es trivial un diseño capaz de manejar un número lo bastante alto de qubits para resolver problemas computacionalmente interesantes hoy en día.
ACTUALIDAD • Hasta el momento, sólo existen ordenadores cuánticos en laboratorios e instituciones de investigación. Sin embargo, han demostrado que la tecnología funciona. En cuanto a su rendimiento, su potencia es sorprendente. • El fabricante norteamericano D-Wave comercializa su ordenador cuántico desde el año 2011. Su modelo actual funciona con 512 qubits y cuesta alrededor de 11 millones de euros. • El procesador D-Wave Two, un ordenador basado en la física cuántica, de 15 millones de dólares, se instalará en un centro de la NASA y será compartido por Google y otros científicos. (Digital, 2012) • Google ha participado desde el principio, con la adquisición de uno los supercomputadores cuánticos de D-Wave en 2013, cuya funcionalidad real se había mantenido en duda hasta ahora, que parece presentar sus primeros resultados tangibles de operación.
CONCLUSIONES 1. Aunque no se han concretado a los niveles que se espera debido al gran problema del Fenómeno de la “decoherencia” que nos lleva a que esta tecnología sea una tanto incierta, ya da luces de revolucionar el mundo computacional que conocemos. 2. La computadora cuántica nos permitiría acelerar exponencial los cálculos hasta ahora intratables.
de
manera
3. Una misma tarea puede tener diferente complejidad en computación clásica y en computación cuántica, lo que ha dado lugar a una gran expectación, ya que algunos problemas sin solución podrían solucionarse. 4. Los computadores cuánticos usarán los estados cuánticos del átomo para representar la información. 5. Los computadores cuánticos, proponen un nuevo enfoque para
