Computación cuántica

De Departamento de Informatica
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Computación cuántica

La Computación Cuántica es un nuevo paradigma, que se aleja de la programación tradicional basada en representar y codificar la realidad en solo dos estados posibles, la computación cuántica se basa en la propiedad de superposición de los átomos. Esta consiste en que un átomo puede adoptar un estado de 0 y de 1, pero además puede adoptar ambos estados al mismo tiempo. Así se deja de lado la notación tradicional del bit, en la computación cuántica la unidad fundamental son los quantum bit (qubits), dando lugar a la existencia de nuevas puertas lógicas. Con esto se potenció la capacidad de procesamiento de información de un computador ya que en vez de procesar las posibles soluciones a un problema una tras otra es capaz de revisar todas las posibles soluciones al problema de manera simultánea, una computadora de n qubits es capaz de realizar 2n operaciones simultáneamente.

Algo de historia

Entre los años 80 y 90 surgieron las primeras voces que decían que la posibilidad de una computadora cuántica era algo tangible y que a corto plazo remplazarían a las computadoras tradicionales, en 1985 David Deutsh explicó mediante secuencias de operaciones elementales sobre qubits, cómo podría funcionar una computadora cuántica universal. En 1994 Peter Shor describió un algoritmo cuántico diseñado para descomponer un número en sus factores primos de manera exponencialmente más rápida que una computadora convencional, esto atrajo un gran interés por su utilidad para romper la seguridad de sistemas criptográficos de clave pública. En 1998 en la Universidad de California en Berkeley se demostró la primera computadora cuántica de 1 qubit.

Áreas de Trabajo

Las Supercomputadoras o Computadoras cuánticas tienen un enorme potencial en todas las organizaciones y áreas de investigación en las que se manejan grades volúmenes de datos o se necesitan muchas operaciones las cuales en un computador convencional llevarían años, esto incluye organizaciones científicas y de investigación, además todas las organizaciones que necesitan modelos de predicción que sean rápidos y precisos aquí se consideran simuladores y modelos matemáticos predictivos, dentro de la informática también tiene un gran número de aplicaciones, muchas de estas relacionadas con la seguridad y la criptografía.

• Finanzas: Modelos predictivos de riesgo.
• Predicciones meteorológicas: Modelos de predicción meteorológica con mucho más tiempo y considerando muchas más variables.
• Simuladores: simulaciones con muchas más variables.
• Teleportación cuántica: propiedad de un par de átomos de cambiar de estado, estando en puntos separados del espacio, cuando uno de ellos sufre una perturbación.
• Industria farmacéutica: posibilidad de crear nuevos compuestos de manera más rápida ya que permite manejar muchos más elementos de manera simultánea.
• Discos duros cuánticos: Por ahora la información solo dura unas horas, pero su ventaja es la seguridad ya que la modificar un átomo otro asociado a este también cambiará.
• Inteligencia artificial: se espera que la computación cuántica revolucione el reconocimiento de voz.

Ventajas y desventajas

La gran ventaja de la computación cuántica es que remplaza el paradigma tradicional del bit por uno nuevo, el qubit, dando un giro hacia una nueva tecnología, poniendo al alcance de las personas la capacidad de los átomos de superponerse ayudando así aumentar la velocidad de cómputo de manera exponencial. Por otro lado la gran desventaja de la computación cuántica es que se necesita un hardware bajo ciertas condiciones para que la tasa de errores y la exactitud de los datos se mantenga bajo parámetros aceptables, es por esto que los procesadores cuánticos que existen hasta ahora se encuentran en cámaras a -273 °C y la información de los átomos es leída mediante láseres de alta precaución, ya que una leve variación de temperatura en el procesador o algún campo magnético puede provocar cambios en los átomos del procesador, generando datos inexactos o erróneos.

Algunas Súper Computadoras

D-Wave 2x

Computador Cuántico que utiliza Google y la NASA en conjunto para explorar los límites de esta disciplina, esta es la computadora cuántica más potente que existe en el momento.

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