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Computación cuántica




Enviado por Jose Polli



Partes: 1, 2

    1. Origen de la
      computación cuántica
    2. Cronología
    3. Computación
      cuántica
    4. Elementos
      basicos de la computación
      cuántica
    5. El bit
      cuántico "qubit"
    6. Compuertas
      cuánticas
    7. Entrelazamiento
      cuántico ó "Entanglement"
    8. Teleportación
      cuántica
    9. Paralelismo
      cuántico
    10. Criptografía
      cuántica
    11. Hardware
      cuántico
    12. Circuitos
      para la computación cuántica
    13. Software
      cuántico
    14. Conclusiones

    INTRODUCCIÓN

    A lo largo de la historia el ser humano ha
    usado diversos materiales y
    utilizado múltiples mecanismos en el diseño,
    construcción y operación de máquinas
    que agilicen y automaticen la realización de
    cálculos y el procesamiento de información, desde el ábaco
    hasta los ordenadores personales de hoy en día.

    En los últimos años la densidad de los
    circuitos
    electrónicos ha aumentado sin cesar, gracias a la
    disminución en el tamaño de los componentes. Pero
    llegará un momento en que no sea posible reducir
    más los circuitos. Debido a que muy pronto la
    miniaturización será tal que las leyes de la
    física
    clásica ya no sean válidas, entonces se
    entrará en los dominios del mundo subatómico, y
    aquí es donde entra la mecánica
    cuántica.

    A la izquierda una máquina de engranajes, a
    la derecha un chip de la IBM de 0.25 micras.

    El cambio en los
    componentes fundamentales de las computadoras,
    hace necesario redefinir muchos elementos de la computación actual, la arquitectura, los
    algoritmos, y
    los componentes de hardware. Es así como
    nace la computación cuántica y con ella los
    algoritmos cuánticos.

    La aplicabilidad de la computación
    cuántica depende de la posibilidad de desarrollar una
    computadora
    cuántica. Un ejemplo del inmenso poder de las
    computadoras cuánticas es el algoritmo
    cuántico para determinar si un número es primo. Una
    computadora actual tardaría miles de millones de
    años (dependiendo de cuan grande sea el número) en
    ejecutar tal algoritmo; a diferencia de una computadora
    cuántica a la que le tomaría tan sólo unos
    cuantos segundos el completar la tarea.

    Origen
    de la computación cuántica

    A medida que evoluciona la tecnología, aumenta
    la escala de
    integración y caben más transistores en
    un espacio, así se fabrican microchips cada vez más
    pequeños, y es que, cuanto más pequeño es,
    mayor velocidad de
    proceso
    alcanza el chip. Sin embargo, no podemos hacer los chips
    infinitamente pequeños. Hay un límite en el cual
    dejan de funcionar correctamente. Cuando se llega a la escala de
    nanómetros, los electrones se escapan de los canales por
    donde deben circular. A esto se le llama efecto
    túnel. Una partícula, si se encuentra
    con un obstáculo, no puede atravesarlo y rebota. Pero los
    electrones, que son partículas cuánticas y se
    comportan como ondas, una parte
    puede atravesar las paredes si son demasiado finas y la
    señal pasa por canales donde no debería circular.
    Por ello, el chip deja de funcionar correctamente. En
    consecuencia, la computación digital tradicional, no
    tardaría en llegar a su límite, puesto que ya se
    han llegado a escalas de cientos de nanómetros. Surge
    entonces la necesidad de descubrir nuevas
    tecnologías y es ahí donde entra la
    computación cuántica.

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