- Origen de la
computación cuántica - Cronología
- Computación
cuántica - Elementos
basicos de la computación
cuántica - El bit
cuántico "qubit" - Compuertas
cuánticas - Entrelazamiento
cuántico ó "Entanglement" - Teleportación
cuántica - Paralelismo
cuántico - Criptografía
cuántica - Hardware
cuántico - Circuitos
para la computación cuántica - Software
cuántico - 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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