junio 26, 2022

¿Cómo funcionan las computadoras cuánticas?

Las computadoras cuánticas realizan cálculos basados ​​en la probabilidad del estado de un objeto antes de que se mida, en lugar de solo 1 o 0, lo que significa que tienen el potencial de procesar exponencialmente más datos en comparación con las computadoras clásicas.

Las computadoras clásicas realizan operaciones lógicas utilizando la posición definida de un estado físico. Suelen ser binarios, lo que significa que sus operaciones se basan en una de dos posiciones. Un solo estado, como encendido o apagado, arriba o abajo, 1 o 0, se denomina bit.

Las operaciones utilizan el estado cuántico de un objeto para producir lo que se conoce como qubit

En la computación cuántica, las operaciones utilizan el estado cuántico de un objeto para producir lo que se conoce como qubit. Estos estados son las propiedades indefinidas de un objeto antes de que se detecten, como el giro de un electrón o la polarización de un fotón.

las operaciones utilizan el estado cuántico de un objeto para producir lo que se conoce como qubit

En lugar de tener una posición clara, los estados cuánticos no medidos ocurren en una ‘superposición’ mixta, no muy diferente a una moneda que gira en el aire antes de aterrizar en su mano.

Estas superposiciones se pueden entrelazar con las de otros objetos, lo que significa que sus resultados finales estarán relacionados matemáticamente incluso si aún no sabemos cuáles son.

Las complejas matemáticas detrás de estos estados inestables de ‘monedas giratorias’ entrelazadas se pueden conectar a algoritmos especiales para resolver problemas que a una computadora clásica le tomaría mucho tiempo resolver … si es que alguna vez pudieran calcularlos.

Dichos algoritmos serían útiles para resolver problemas matemáticos complejos, producir códigos de seguridad difíciles de descifrar o predecir interacciones de múltiples partículas en reacciones químicas.

Tipos de computadoras cuánticas

4 Qubit, 4 Bus, 4 Resonator IBM Device

La construcción de una computadora cuántica funcional requiere mantener un objeto en un estado de superposición el tiempo suficiente para llevar a cabo varios procesos en él.

Desafortunadamente, una vez que una superposición se encuentra con materiales que son parte de un sistema medido, pierde su estado intermedio en lo que se conoce como de coherencia y se convierte en un aburrido clásico.

Los dispositivos deben poder proteger los estados cuánticos de la de coherencia y, al mismo tiempo, hacerlos fáciles de leer.

Diferentes procesos están abordando este desafío desde diferentes ángulos, ya sea para usar procesos cuánticos más robustos o para encontrar mejores formas de verificar errores.

Supremacía de la computación cuántica

Por el momento, la tecnología clásica puede gestionar cualquier tarea lanzada a una computadora cuántica. La supremacía cuántica describe la capacidad de una computadora cuántica para superar a sus contrapartes clásicas.

Algunas empresas, como IBM y Google, afirman que podríamos estar cerca, ya que continúan acumulando más qubit y construyendo dispositivos más precisos.

No todo el mundo está convencido de que las computadoras cuánticas valgan la pena. Algunos matemáticos creen que existen obstáculos que son prácticamente imposibles de superar, lo que deja la computación cuántica fuera de su alcance para siempre.

El tiempo dirá quién tiene razón.

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