Durante décadas, las computadoras han sido sinónimo de información binaria de ceros y unos. La computación cuántica es una tecnología de rápido crecimiento que aprovecha las leyes de la mecánica cuántica para resolver problemas demasiado complejos para las computadoras clásicas. La computación cuántica introduce otra posibilidad de que las computadoras estén en un estado de cero o uno o ambos.
Todos aprendemos desde temprano que las computadoras funcionan con ceros y unos, también conocida como información binaria. Este enfoque ha tenido tanto éxito que las computadoras ahora alimentan todo, desde máquinas de café hasta automóviles autónomos, y es difícil imaginar una vida sin ellas.
Explicación de la computación cuántica
El cuanto en “computación cuántica” se refiere a la mecánica cuántica que utiliza el sistema para calcular los resultados. En física, un cuanto es la unidad discreta más pequeña posible de cualquier propiedad física. Por lo general, se refiere a las propiedades de las partículas atómicas o subatómicas, como los electrones, los neutrinos y los fotones.
Cualquier problema computacional que pueda ser resuelto por una computadora clásica también puede ser resuelto por una computadora cuántica.
¿Cómo funcionan las computadoras cuánticas?
La computación cuántica es un tipo de computación cuyas operaciones pueden aprovechar fenómenos de la mecánica cuántica, como la superposición, la interferencia y el entrelazamiento. Los dispositivos que realizan cálculos cuánticos se conocen como computadoras cuánticas.
Hay varios modelos para hacer computación cuántica, siendo el más utilizado circuitos cuánticos.
La mayoría de los modelos se basan en el bit cuántico, o “qubit“, que es un tanto análoga a la poco en la computación clásica. Un qubit puede estar en un 1 o un 0 estado cuántico, o en una superposición de los estados 1 y 0. Sin embargo, cuando se mide, siempre es 0 o 1; el probabilidad de cualquiera de los resultados depende del estado cuántico del qubit inmediatamente antes de la medición.
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Computadora cuántica vs. computadora clásica
La computación clásica es otro nombre para la computación binaria. En este enfoque tradicional de la informática, la información se almacena en bits que se representan lógicamente con un 0 (apagado) o un 1 (encendido).
Las computadoras cuánticas procesan la información de manera diferente. Las computadoras clásicas usan transistores, que son 1 o 0. Las computadoras cuánticas usan qubits, que pueden ser 1 o 0 al mismo tiempo.
Las computadoras clásicas son mejores para las tareas diarias que deben ser completadas por un usuario normal. Mientras tanto, las computadoras cuánticas son excelentes para ejecutar simulaciones y análisis de datos, como para ensayos químicos o de drogas. Sin embargo, estas computadoras deben mantenerse ultra frías. También son mucho más caros y difíciles de construir.
Principales casos de uso
IBM Quantum es líder mundial en computación cuántica. Se espera ampliamente que esta tecnología naciente resuelva problemas valiosos que las supercomputadoras clásicas más poderosas de la actualidad no pueden resolver y nunca lo harán.
Dado que las computadoras cuánticas pueden producir resultados que las computadoras clásicas no pueden producir de manera eficiente, y dado que la computación cuántica es fundamentalmente algebraica lineal, algunos expresan la esperanza de desarrollar algoritmos cuánticos que puedan acelerar las tareas de aprendizaje automático.
En el campo de Biología Computacional, la computación cuántica ha jugado un papel importante en la solución de muchos problemas biológicos. Uno de los ejemplos más conocidos sería en genómica computacional y cómo la informática ha reducido drásticamente el tiempo para secuenciar un genoma humano.
Dado que la química y la nanotecnología se basan en la comprensión de los sistemas cuánticos y tales sistemas son imposibles de simular de manera clásica de manera eficiente, muchos creen simulación cuántica será una de las aplicaciones más importantes de la computación cuántica.
Conclusión
La principal conclusión de este artículo es que la computación cuántica es el estudio de cómo utilizar los fenómenos de la física cuántica para crear nuevas formas de computación. La computación cuántica se compone de qubits. A diferencia de un bit de computadora normal, que puede ser 0 o 1, un qubit puede ser cualquiera de esos o una superposición de 0 y 1.
Como tecnología incipiente, hay una serie de desafíos técnicos en la construcción de computadoras cuánticas a gran escala y se están realizando muchas investigaciones. Creo que tendremos una era de computadoras cuánticas en algún momento por venir.
