¿Qué es una computadora cuántica?
Una computadora cuántica es cualquier dispositivo que explota fenómenos mecánicos cuánticos para ejecutar algoritmos. Debido a que las computadoras cuánticas tienen propiedades computacionales fundamentalmente diferentes que las computadoras convencionales, los datos mantenidos en las computadoras cuánticas se denominan qubits en lugar de bits. En las computadoras convencionales, los datos están representados por surcos microscópicos en un disco duro. En una computadora cuántica, los datos están representados por las propiedades cuánticas de una molécula o un conjunto de moléculas.
en lugar de realizar cálculos recuperando datos de un disco duro y procesandolo utilizando un circuito integrado relleno con puertas lógicas, las computadoras cuánticas procesan datos al bombardear la molécula que contiene información con pulsos cortos de radiación. Cada ciclo de bombardeo representa una operación algorítmica en los datos contenidos dentro de la molécula. Cuando el algoritmo termina, se mide el estado cuántico de la molécula, un proceso que en sí mismo sesga el resultado final. Esto se debe a lo fundamentalmenteNaturaleza incierta de la mecánica cuántica.
Para eludir esta dificultad, los algoritmos de computación cuántica se ejecutan varias veces y el promedio ponderado de la salida se acerca asintóticamente la respuesta correcta. Debido a que los fenómenos mecánicos cuánticos son inherentemente probabilísticos en lugar de deterministas, no es posible una respuesta bien definida en el primer intento.
Las computadoras cuánticas poseen ciertas capacidades que carecen las computadoras clásicas. La computación cuántica permite la factorización rápida de grandes números (una amenaza explícita para las técnicas criptográficas convencionales), la simulación más precisa de los fenómenos cuánticos y la búsqueda de bases de datos muy eficiente.
Para cualquier espacio de búsqueda de tamaño n nodos, donde cada nodo representa una posible solución a un problema, solo hay una solución posible, y cada nodo debe verificarse individualmente en busca de propiedades que correspondan a una solución correcta,Quantum Computing ofrece una aceleración fantástica. En las computadoras convencionales, el tiempo de búsqueda promedio es el tiempo que lleva verificar cada nodo veces el número de nodos ( n ) dividido por dos (es probable que la solución se encuentre aproximadamente a la mitad de la búsqueda). En las computadoras cuánticas, el tiempo de búsqueda promedio es el tiempo que lleva verificar cada nodo veces la raíz cuadrada de n . Esto confiere una gran ventaja que solo se vuelve más impresionante cuando estamos considerando problemas más grandes.
Todavía no es posible concebir todas las aplicaciones de computadoras cuánticas maduras. El mayor número de qubits jamás contenidos en un sistema de computación cuántica es 7. A medida que la investigación de computación cuántica continúa rápidamente en muchos millones de dólares en fondos, solo será cuestión de tiempo hasta que ocurra un avance crítico y se inventen aplicaciones impresionantes.