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exposición José Roberto Lanza

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El sistema ha de ser escalable: tiene que haber una forma definida de aumentar el número de cúbits, para tratar con problemas de mayor coste computacional.

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Ha de poder leerse el estado final del sistema, tras el cálculo.

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El sistema ha de mantener su coherencia cuántica a lo largo del experimento.

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Ha de ser posible hacer manipulaciones a los cúbits de forma controlada, con un conjunto de operaciones que forme un conjunto universal de puertas lógicas (para poder reproducir cualquier otra puerta lógica posible).

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El sistema ha de poder inicializarse, esto es, llevarse a un estado de partida conocido y controlado.

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El enfoque de la computadora cuántica es resolver problemas de una manera fundamentalmente nueva.

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Otro problema es que no se ha encontrado el hardware ideal para tales computadoras cuánticas; simplemente se han definido una serie de condiciones que debe cumplir, por ejemplo, el sistema debe ser escalable ya que cuanto mayor sea el problema, mayor número de qubits debe tener; también debe de seguir una coherencia cuántica.

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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 interesantes.

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Uno de los principales problemas de la computación cuántica son las grandes dificultades técnicas, son necesarias grandes cantidades de qubits para cualquier cálculo que implica la corrección de errores

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-Observancia de salida – Íntimamente relacionado con los dos anteriores, la captura de los resultados del cálculo cuántico también entraña un riesgo de corrupción de datos.

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-Corrección de errores – Dada la naturaleza de la computación cuántica, la corrección de errores es de vital importancia, dado que un único error en un cálculo puede invalidar la totalidad de la computación.

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-Interferencia – Durante la fase de cálculo de un cálculo cuántico, la más mínima perturbación en un sistema cuántico (por ejemplo, un fotón errante o una onda de radiación electromagnética) provoca el fallo del mismo, en un proceso que se conoce como decoherencia.

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Las dificultades que plantean los ordenadores cuánticos 

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Las dificultades que plantean los ordenadores cuánticos 

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Este algoritmo cuántico es ideal para la implementación del algoritmo de Grover. Es decir, las búsquedas sería más rápidas.

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•Computadora cuántica de Deutsch:

La primera máquina de Turing cuántica verdadera fue descubierta por David Deutsch. Su modelo se diferencia del de la Benioff en que mantiene el registro de memoria cuántico (la cinta) en superposición de estados computacionales. El operador U de evolución temporal tiene que ser local, envolviendo sólo interacciones entre qubits adyacentes, e independiente del tiempo. Esto asegura que, en cada paso computacional, sólo interactúan qubits adyacentes y la computación tiene un tiempo de finalización bien definido. Para lograrlo es necesario un hamiltoniano dependiente del tiempo.

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•Computadora cuántica de Feynman:

El modelo de Richard Feynman es una versión cuántica de un circuito lógico-combinacional. Se describe la computación a realizar a nivel de circuito, construyéndolo con puertas cuánticas reversibles. En general, podemos entender el circuito como k puertas lógicas actuando sobre m qubits. La transformación conseguida por el circuito puede ser escrita como {\displaystyle A_{k},A_{k-1},...,A_{i}}{\displaystyle A_{k},A_{k-1},...,A_{i}}, donde Ai es un operador que describe la acción de la puerta i- ésima.

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•Computadora cuántica de Benioff:

La computadora cuántica de Benioff es una idea de que la cinta de la máquina de Turing podría ser reemplazada por una secuencia de sistemas cuánticos simples de dos-estados creada por Paul Benioff. Esto proporcionó una manera primitiva de codificar una secuencia de dígitos binarios.

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•Ciberseguridad

La programación cuántica conlleva riesgos, pero también avances para la encriptación de datos, como el nuevo sistema Quantum Key Distribution (QKD). Esta nueva técnica para el envío de información sensible utiliza señales luminosas para detectar cualquier intromisión en el sistema.

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•Salud

Este sector se beneficiaría en el desarrollo de nuevos medicamentos y tratamientos personalizados genéticamente, así como en la investigación del ADN.

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•Finanzas

Las empresas optimizarían aún más sus carteras de inversión y mejorarían los sistemas para la detección del fraude y la simulación

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PRINCIPALES APLICACIONES DE LA COMPUTACIÓN CUÁNTICA

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PRINCIPALES APLICACIONES DE LA COMPUTACIÓN CUÁNTICA

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La seguridad informática, la biomedicina, el desarrollo de nuevos materiales y la economía son algunos de los ámbitos que podrían vivir una gran revolución gracias a los avances en computación cuántica. Estos son algunos de sus beneficios más interesantes:

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4. Es clave para el desarrollo del aprendizaje automático y la inteligencia artificial.

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3. Es beneficiosa para la búsqueda y desarrollo de fuentes alternativas de energía. La empresa Dubai Electricity and Water Authority es la que actualmente lidera la investigación.

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2. La computación cuántica puede permitir avanzar en la investigación en química, de acuerdo con un estudio realizado por Intel.

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1. Uno de los principales beneficios de la computación cuántica es que tiene muchas aplicaciones en situaciones de la vida diaria. Por ejemplo, la medicina es el campo que puede tener muchos avances.

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3) Arquitectura:

La composición de un ordenador cuántico es más sencilla que la de uno convencional, y no tiene memoria ni procesador. Estos equipos se limitan a un conjunto de qubits que sirven de base para su funcionamiento.

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2) Funcionalidad:

Un ordenador cuántico no es una herramienta para uso popular ni cotidiano, como un ordenador personal (PC). Estas supercomputadoras son tan complejas que solo tienen cabida en el ámbito corporativo, científico y tecnológico.

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1) Lenguaje de programación:

La computación cuántica carece de un código propio para programar y recurre al desarrollo e implementación de algoritmos muy específicos. Sin embargo, la informática tradicional cuenta con lenguajes estandarizados como Java, SQL o Python, entre muchos otros.

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Diferencia entre la Computación Cuántica y la Tradicional

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Diferencia entre la Computación Cuántica y la Tradicional

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La computación cuántica y la tradicional son dos mundos paralelos con algunas similitudes y numerosas diferencias entre sí, como el uso del qubit frente al bit. A continuación, repasamos tres de las más relevantes:

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CONDICIONES DE FUNCIONAMIENTO DE UN ORDENADOR CUÁNTICO

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CONDICIONES DE FUNCIONAMIENTO DE UN ORDENADOR CUÁNTICO

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Estos ordenadores son extremadamente sensibles y necesitan unas condiciones muy concretas de presión, temperatura y aislamiento para funcionar sin errores. La interacción de estas máquinas con partículas externas provoca fallos de medición y el borrado de las superposiciones de estados, de ahí que permanezcan selladas y se tengan que manejar a través de ordenadores convencionales.

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El entrelazamiento resulta esencial para que los ordenadores cuánticos adquieran su poder de procesamiento, ya que añadir qubits adicionales a una máquina cuántica aumenta exponencialmente su capacidad de proceso.

El principal reto de los ordenadores cuánticos en cuanto al entrelazamiento cuántico es que cualquier variación, como vibraciones o cambios de temperatura, hacen que el comportamiento cuántico de los qubits decaiga y desaparezca. Con el uso de algoritmos cuánticos inteligentes se intenta resolver este problema, pero en la actualidad no se ha avanzado lo suficiente en los mismos para disponer de ordenadores cuánticos de gran utilidad.

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Se trata de la capacidad de estar simultáneamente en múltiples estados, lo que permite a los qubits representar muchas combinaciones de unos y ceros al mismo tiempo, pudiendo proporcionar una gran cantidad de resultados al mismo tiempo.

El reto de la superposición cuántica se encuentra en la medición, que hace que el estado cuántico se representa en forma de uno o cero. Con el desarrollo de complejos algoritmos se pretende controlar este estado y permitir una medición controlada.

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es un sistema cuántico con dos estados propios y que puede ser manipulado arbitrariamente. Solo puede ser descrito correctamente mediante la mecánica cuántica, y solamente tiene dos estados bien distinguibles mediante medidas físicas. También se entiende por cúbit la información que contiene ese sistema cuántico de dos estados posibles. En esta acepción, el cúbit es la unidad mínima y por lo tanto constitutiva de la teoría de la información cuántica. Es un concepto fundamental para la computación cuántica y para la criptografía cuántica, el análogo cuántico del bit en informática.

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Funcionamiento de una Computadora Cuántica

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Funcionamiento de una Computadora Cuántica

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Los ordenadores convencionales utilizan un flujo eléctrico que se representa con un uno o un cero (bit). Los ordenadores cuánticos utilizan los bits cuánticos o qubits, generando partículas subatómicas como electrones o fotones. Dos de las propiedades de los qubits permiten que sean capaces de proporcionar mucha mayor potencia de procesamiento que una misma cantidad de bits binarios.

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La computación cuántica o informática cuántica1​ es un paradigma de computación distinto al de la informática clásica o computación clásica. Se basa en el uso de cúbits, una especial combinación de unos y ceros. Los bits de la computación clásica pueden estar en 1 o en 0, pero solo un estado a la vez; en tanto el cúbits puede tener los dos estados simultáneos también. Esto da lugar a nuevas puertas lógicas que hacen posibles nuevos algoritmos.