O ordenadorcuántico es un dispositivo programable capaz de realizar calculosy algoritmos a través de la manipulación y lectura de información almacenada en sistemas cuánticos, como átomos, moléculas, protones, electrones y fotones. En este tipo de computadora, bitscuántico, que por su propia naturaleza hacen que este tipo de ordenador sea capaz de realizar tareas eso llevaría miles o incluso millones de años para ser creado por computadoras electrónicas.
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¿Cómo funciona la computadora cuántica?
Tú ordenadorescuántico son completamente diferentes de las computadoras ordinarias, que se basan en pasar corriente eléctrica a través de pequeños dispositivos semiconductores, llamada transistores. Este nuevo tipo de computadora puede funcionar desde los más diversos sistemas cuánticos, sin embargo, las implementaciones más populares leer el girar, una propiedad cuántica presente en partículas como protones, fotones y electrones.
La lógica detrás de la computadora cuántica también es un poco diferente de la que se usa en las computadoras. clásicos, que operan a través de oraciones lógicas cuyos posibles resultados son solo los números 0 y 1.
La diferencia entre computadoras electrónicas y cuánticas es que debido a naturalezaprobabilístico da física cuántica, antes de leer el un pococuántico, su estado puede ser no solo 0 o 1, sino también el intersección entre estos estados. Es como si en las computadoras cuánticas, respuestas como sí, no y ambos fueran admitidos simultáneamente. Si desea comprender mejor las probabilidades del mundo cuántico, visite nuestro texto sobre el Principio de incertidumbre de Heisenberg.
![Procesador cuántico de 53 qubit, desarrollado por Google en 2019. [1]](/f/b2e772f0a0a83a15588e82ba83f1d8e9.jpg)
La extraña propiedad que hace que las computadoras cuánticas sean tan especiales se llama colapsodaocupaciónenonda. Todos los sistemas cuánticos están completamente descritos por una función de onda respectiva, pero antes de mirar un sistema cuántico, busquemos algunos de sus grandeza fisica que se puede medir (masa, carga eléctrica, campo magnético, por ejemplo), la función de onda puede soportar más de un valor para cada una de estas cantidades y hay probabilidades de que se mida cada uno de estos valores.
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Quizás se esté preguntando: ¿cuál es la ventaja de no conocer de antemano los posibles valores de una medida cuántica? La respuesta es: antes de hacer cualquier cálculo, por ejemplo, la naturaleza de los bits cuánticos aseguraba que la respuesta correcta estuviera entre las posibilidades. En otras palabras, podemos decir que la computadora ya había considerado muchos resultados, incluso antes de obtener la respuesta del cálculo. Esto hace que el horacomputacional que se gasta en resolver problemas complejos, ya sea drásticamente reducido.
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Posibilidades de la computadora cuántica
Pero después de todo, ¿qué podríamos hacer con una computadora cuántica? Muy probablemente, las computadoras cuánticas no se utilizará con fines triviales como navegar por internet o ver un vídeo, ya que, para estos fines, los ordenadores electrónicos son bastante eficientes, además de mucho más económicos que los ordenadores cuánticos.
Sin embargo, cuando hablamos de calculoscomplejos, como los que involucran al criptografíaencontraseñasbancos, el uso de computadoras cuánticas será de gran ayuda. Si somos capaces de hacer que las computadoras cuánticas sean dispositivos completamente funcionales, podremos simular cosas que nunca creímos posibles, como la dinámica climática de la Tierra, la formación de galaxias, simulaciones de sistemas vivos y muchas otras posibilidades.
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Qubits - los bits cuánticos
Los bits cuánticos a menudo se denominan qubits (bits cuánticos). Estos qubits representan un gran salto con respecto a los bits utilizados por las computadoras electrónicas: puede tener estados 0 y 1 simultáneamente. En la práctica, es como si la capacidad de la computadora cuántica fuera exponencial en relación con el número de bits: una computadora cuántica de 1 bit es equivalente a una computadora electrónica clásica de 2 bits y una computadora cuántica de 2 bits es equivalente a una computadora de 4 bits electrónica. Vea a continuación una tabla que relaciona la capacidad de los bits cuánticos con su correspondencia con los bits clásicos:
Cantidad de bits cuánticos |
Coincidencia de bits clásica |
1 qubit |
2 bits |
2 qubits |
4 bits |
10 qubits |
1024 bits |
20 qubits |
1048576 bits |
64 qubits |
1,84.1019 bits |
512 qubits |
1,34.10154 bits |
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Procesador cuántico 2019
Recientemente, los investigadores de Google afirmaron haber alcanzado el "supremacía cuántica", porque fueron capaces de realizar, en 200 segundos, un cálculo que la computadora más avanzada del mundo, la Cumbre, de IBM, tardaría unos 10.000 años. El experimento realizado por los investigadores utilizó 53 qubits, correspondientes a unos 1016 bits clásicos, para mantener el procesador cuántico en pleno funcionamiento, la computadora se mantuvo a temperaturas muy bajas, alrededor de 20 mK (0.02 K).
Los resultados obtenidos por el experimento sugieren que el concepto detrás de la máquinaenTuring, que teóricamente es universal y capaz de simular cualquier modelo computacional, podría estar equivocado. Esto se debe a que las computadoras clásicas, basadas en el conjunto teórico de Turing, no pueden realizar el tareas realizadas por el procesador cuántico, al menos no con la misma velocidad ni con la misma precisión.
Credito de imagen
[1] naturaleza
Por Rafael Hellerbrock
Profesor de física
