Una computadora cuántica es un dispositivo informático que utiliza los fenómenos de la mecánica cuántica para transmitir y procesar datos. La idea de la computación cuántica fue propuesta de forma independiente por Yuri Manin y Richard Feynman a principios de los años 80 del siglo pasado. Desde entonces, se ha realizado una gran cantidad de trabajo para crear una computadora cuántica. Sin embargo, una computadora cuántica universal en toda regla sigue siendo un dispositivo hipotético, cuya posibilidad de desarrollo está asociada con el desarrollo serio de la teoría cuántica. Hasta la fecha, se han creado algunos sistemas experimentales con un algoritmo de baja complejidad. ¿Cómo funciona una computadora cuántica? ¡Más sobre eso en el número de hoy!
La principal diferencia entre una computadora cuántica y una clásica es la presentación de información. Las computadoras convencionales basadas en transistores y chips de silicio usan un código binario para procesar la información. Un bit, como saben, tiene dos estados básicos: cero y uno, y solo puede estar en uno de ellos. En cuanto a una computadora cuántica, su trabajo se basa en el principio de superposición, y en lugar de bits se utilizan bits cuánticos, llamados qubits. Un qubit también tiene dos estados básicos: cero y uno. Sin embargo, gracias a la superposición, un qubit puede tomar los valores obtenidos al combinarlos y estar en todos estos estados al mismo tiempo. Este es el paralelismo de la computación cuántica, es decir, no hay necesidad de iterar sobre todas las variantes posibles de los estados del sistema. Además,Para describir el estado exacto de un sistema, una computadora cuántica no necesita una gran potencia de cálculo ni volúmenes de RAM, ya que solo 100 qubits son suficientes para calcular un sistema de 100 partículas, y no un billón de billones de bits.
También vale la pena señalar que un cambio en el estado de un determinado qubit en una computadora cuántica conduce a un cambio en el estado de otras partículas, que es otra diferencia con respecto a una computadora convencional. Y este cambio se puede gestionar. El proceso de una computadora cuántica fue propuesto por el físico teórico británico David Deutsch en 1995, cuando creó un circuito capaz de realizar cualquier cálculo a nivel cuántico. Según su esquema, primero se toma un conjunto de qubits y se registran sus parámetros iniciales. Luego se realizan las transformaciones necesarias mediante operaciones lógicas y se escribe el valor resultante, que es el resultado de la computadora. Los Qubits actúan como cables y los bloques lógicos realizan transformaciones.
norte
Según los científicos, las computadoras cuánticas serán millones de veces más poderosas que las actuales. Ya se ha descrito una amplia variedad de algoritmos para el funcionamiento de una computadora cuántica, e incluso se están desarrollando lenguajes de programación especiales. Los investigadores de Cisco Systems predicen que a mediados de la próxima década aparecerá una computadora cuántica completamente funcional. Japón es líder en esta área: más del 70% de toda la investigación se realiza en este país.
