computacion cuantica
Páginas: 18 (4341 palabras)
Publicado: 9 de octubre de 2014
Computación Cuántica
La computación cuántica se basa en el uso de qubits, y da lugar a nuevas puertas lógicas que hacen posibles nuevos algoritmos.
¿Qué es la computación cuántica?
La computación cuántica nace con el objetivo de combinar las propiedades de la física y las ciencias computacionales para solucionar problemas de computación.
La base teórica de la computación tradicionalestá basada en saber usar unos y ceros para resolver problemas. Se utilizan los transistores como elemento principal, de forma que las diferencias de energía que existan en él son unos y ceros lógicos. Sin embargo, en la computación cuántica, se reduce la escala del elemento primario, lo que conlleva una serie de efectos cada vez más obvios.
Una parte básica de la computación cuántica esestudiar las consecuencias de dichos efectos en la computación tradicional. Dichos estudios fueron los que llevaron a los científicos a emplearlos para sacar provecho, de tal manera que físicos y computólogos (principalmente teóricos) comenzaron a crear diversas hipótesis basadas en la afirmación de que a partir de las leyes de la mecánica cuántica se podrían desarrollar nuevos planteamientos en lateoría y procesamiento de la información. Resulta obvio pensar que para poder aplicar estas teorías cuánticas necesitaremos obtener una computadora cuántica.
Hasta hoy día, los componentes de hardware han estado siendo miniaturizados hasta llegar a conseguir nano circuitos. Sin embargo, vamos a alcanzar un punto en el que esta miniaturización sea tal que no se pueda avanzar más en este aspecto. Enese momento tendrá que entrar en juego la mecánica cuántica.
Características
Mientras que en la computación que usamos hoy en día, cada bit puede presentarse en estados alternativos y discretos a la vez, en la computación cuántica cada bit llega a estar en múltiples estados en un mismo instante. Gracias a esto, podremos llegar a reducir exponencialmente el tiempo empleado por losalgoritmos actuales.
Existe una arquitectura muy parecida a las que tenemos actualmente, que ha tenido mucho éxito en el ámbito teórico y cuya realización depende de la futura implementación de una computadora cuántica.
Los científicos cuánticos han logrado enormes avances teóricos al conseguir demostrar que es factible la reducción drástica de los recursos computacionales que se requieren en laejecución de algoritmos, algunos de los cuales requieren muchísimo poder de cómputo en las computadoras más avanzadas que existen hoy en día. Algunos ejemplos desarrollados teóricamente con mucho éxito son la anteriormente mencionada búsqueda de factores de números primos, o la búsqueda en bases de datos no ordenadas.
La base teórica de la computación cuántica se basa en las interacciones del mundoatómico, así como en futuras implementaciones de computadoras cuánticas, obteniéndose por el momento resultados muy alentadores. Además, es uno de los métodos con mayor futuro debido a que ofrece una gama de prestaciones enormes, pudiendo llegar a duplicar los dispositivos de almacenamiento más avanzados.
Para entender esto último hemos de tener en cuenta que los qubits pueden representarcuatro números al mismo tiempo (en lógica binaria sólo se permite un 1 o un 0 para un único bit), de ahí esta duplicación de capacidad, no sólo de las memorias o dispositivos de almacenamiento secundario, sino también del resto de componentes como microprocesadores, tarjetas de sonido, de video… lo que conllevaría además un aumento de la velocidad de estos microprocesadores.
El qubit
Es elelemento básico de la computación cuántica. Su nombre viene dado por sus siglas: quantum bit, y representa ambos estados (0 y 1) simultáneamente, dos estados ortogonales de una subpartícula atómica. Un vector de n qubits representa a la vez 2n estados, de forma que un vector de dos qubits representaría los estados 00, 01, 10 y 11. Con dos estados discretos distintos, cualquier sistema cuántico...
La computación cuántica se basa en el uso de qubits, y da lugar a nuevas puertas lógicas que hacen posibles nuevos algoritmos.
¿Qué es la computación cuántica?
La computación cuántica nace con el objetivo de combinar las propiedades de la física y las ciencias computacionales para solucionar problemas de computación.
La base teórica de la computación tradicionalestá basada en saber usar unos y ceros para resolver problemas. Se utilizan los transistores como elemento principal, de forma que las diferencias de energía que existan en él son unos y ceros lógicos. Sin embargo, en la computación cuántica, se reduce la escala del elemento primario, lo que conlleva una serie de efectos cada vez más obvios.
Una parte básica de la computación cuántica esestudiar las consecuencias de dichos efectos en la computación tradicional. Dichos estudios fueron los que llevaron a los científicos a emplearlos para sacar provecho, de tal manera que físicos y computólogos (principalmente teóricos) comenzaron a crear diversas hipótesis basadas en la afirmación de que a partir de las leyes de la mecánica cuántica se podrían desarrollar nuevos planteamientos en lateoría y procesamiento de la información. Resulta obvio pensar que para poder aplicar estas teorías cuánticas necesitaremos obtener una computadora cuántica.
Hasta hoy día, los componentes de hardware han estado siendo miniaturizados hasta llegar a conseguir nano circuitos. Sin embargo, vamos a alcanzar un punto en el que esta miniaturización sea tal que no se pueda avanzar más en este aspecto. Enese momento tendrá que entrar en juego la mecánica cuántica.
Características
Mientras que en la computación que usamos hoy en día, cada bit puede presentarse en estados alternativos y discretos a la vez, en la computación cuántica cada bit llega a estar en múltiples estados en un mismo instante. Gracias a esto, podremos llegar a reducir exponencialmente el tiempo empleado por losalgoritmos actuales.
Existe una arquitectura muy parecida a las que tenemos actualmente, que ha tenido mucho éxito en el ámbito teórico y cuya realización depende de la futura implementación de una computadora cuántica.
Los científicos cuánticos han logrado enormes avances teóricos al conseguir demostrar que es factible la reducción drástica de los recursos computacionales que se requieren en laejecución de algoritmos, algunos de los cuales requieren muchísimo poder de cómputo en las computadoras más avanzadas que existen hoy en día. Algunos ejemplos desarrollados teóricamente con mucho éxito son la anteriormente mencionada búsqueda de factores de números primos, o la búsqueda en bases de datos no ordenadas.
La base teórica de la computación cuántica se basa en las interacciones del mundoatómico, así como en futuras implementaciones de computadoras cuánticas, obteniéndose por el momento resultados muy alentadores. Además, es uno de los métodos con mayor futuro debido a que ofrece una gama de prestaciones enormes, pudiendo llegar a duplicar los dispositivos de almacenamiento más avanzados.
Para entender esto último hemos de tener en cuenta que los qubits pueden representarcuatro números al mismo tiempo (en lógica binaria sólo se permite un 1 o un 0 para un único bit), de ahí esta duplicación de capacidad, no sólo de las memorias o dispositivos de almacenamiento secundario, sino también del resto de componentes como microprocesadores, tarjetas de sonido, de video… lo que conllevaría además un aumento de la velocidad de estos microprocesadores.
El qubit
Es elelemento básico de la computación cuántica. Su nombre viene dado por sus siglas: quantum bit, y representa ambos estados (0 y 1) simultáneamente, dos estados ortogonales de una subpartícula atómica. Un vector de n qubits representa a la vez 2n estados, de forma que un vector de dos qubits representaría los estados 00, 01, 10 y 11. Con dos estados discretos distintos, cualquier sistema cuántico...
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