informáticacuántico es la ciencia que estudia el desarrollo de algoritmos y softwares basado en información que es procesada por sistemas cuánticos, como átomos, fotones o partículassubatómico. A diferencia de las computadoras clásicas, las computadoras cuánticas operan de acuerdo con las leyes probabilísticas de física cuántica.
Las posibilidades que brinda la computación cuántica abren un nuevo horizonte para el desarrollo tecnológico y permítanos visualizar un futuro con computadoras capaces de resolver tareas más complejas en tiempos cada vez mayores. menores.
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¿Qué es una computadora cuántica?
O ordenadorcuántico es una maquina que puede ser programadoporresolverproblemaslógico, al igual que las computadoras electrónicas de hoy. Mientras que nuestras computadoras usan la corriente eléctrica que corre a través del transistores para emular los bits 1 y 0, las computadoras cuánticas lo hacen basándose en mediciones cuánticas, como niveles de energía de un grupo de átomos, las direcciones de polarización de fotones, etc.
¿Cómo funciona la computación cuántica?
La computación cuántica se basa en el desarrollo de algoritmos lógicos que pueden ser ejecutados por un tipo de computadora diferente a una computadora convencional. Las computadoras cuánticas son máquinas extremadamente complejas y eso depende de un equilibrio térmico demasiado delicado. La mayoría de estos equipos solo pueden funcionar a temperaturas muy bajas, por lo que se enfrían a unos -272 ° C mediante nitrógeno o helio líquido.
Esto se debe a que bitscuántico(también llamado qubits) necesitan estar en "sintonía" todo el tiempo (técnicamente, decimos que necesitan estar en fase), y cualquier variación repentina de temperatura puede "mezclarlos".
La computación clásica se realiza a través de circuitos que registran y controlan el paso de la corriente eléctrica. A grandes rasgos, cuando el paso del corriente eléctrica, la computadora registra esta información en forma de bit, que puede ser 0 o 1. Todas las tareas realizadas por las computadoras funcionan manipulando estos bits.
En las computadoras cuánticas, a su vez, la información se obtiene de otras cosas, como la dirección de la girar de un átomo, la polarización de un fotón, los niveles de energía de un grupo de átomos, etc. A pesar de ser diferentes entre sí, estos sistemas tienen una cosa en común: se rigen por las leyes de física cuántica.
Para desarrollar una comprensión más profunda de las computadoras cuánticas, necesitamos conocer algunas de las rarezas de la mecánica cuántica, ¿de acuerdo?
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Computación y mecánica cuántica
A leyes que gobiernan el comportamiento de los bits cuánticos son completamente diferentes de los de la física clásica.
De acuerdo con física clásica, antes de abrir una caja que contiene una lámpara, solo se esperan dos resultados: la lámpara estará encendida o apagada. Sin embargo, según las leyes de la mecánica cuántica, el estado de la lámpara no se puede afirmar sin haberlo observado directamente.
Si asumimos que la lámpara en cuestión es un objeto cuántico, antes de abrir la caja, el estado de la lámpara sería un combinación de todas las posibilidades. En el momento en que se abriera la caja, todas las combinaciones de estados desaparecerían y la lámpara asumiría solo una de las configuraciones posibles: encendida o apagada. Es como si el condición de ignorancia sobre lo que hay dentro de la caja haría que la bombilla se encienda y apague al mismo tiempo, pero ¿qué hace que la naturaleza elija uno de los estados? No sabemos.
Esta característica de la mecánica cuántica permite a los qubits asumir todos los estados posibles antes de ser observados. En la práctica, Los qubits consideran el resultado de una operación incluso antes de que haya sido terminado, es como si pudiéramos conocer el resultado de un juego de cara o cruz cuando la moneda aún estaba en el aire.
Las posibilidades de la computación cuántica ofrecen una enorme ganancia computacional, ya que cada qubit equivale a 2 bits clásicos, por lo tanto, una computadora cuántica que opera con 64 bits equivale a una computadora clásica equipada con 264 bits (alrededor de 1.8.1019 bits). Los números solo refuerzan que la computación cuántica es una gran apuesta para el futuro.
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La computación cuántica hoy
En los últimos años, los avances tecnológicos permitieron la creación de la primera procesadorescuántico funcional. Desde entonces, el avance en la construcción de chips cuánticos se ha venido produciendo a un ritmo acelerado, en parte debido al gran interés comercial de la industria. seguridad,CRIPTOMONEDAS,bancos,universidades y otra.
Grandes empresas de informática como Google y el IBM, han producido computadoras cuánticas cada vez más poderosas. La última versión es la computadora cuántica de Google, que tiene "solo" 53 qubits.. Esta computadora pudo realizar en minutos un cálculo que la computadora más rápida del mundo realizaría en al menos 10,000 años.
Por Rafael Hellerbrock
Profesor de física
Fuente: Escuela Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-computacao-quantica.htm
