COMPUTACIÓN CUANTICA












Computación cuántica.



Nasser Darwish Miranda

Universidad de La Laguna






Índice general





1. Introducción: El por qué de la computación cuántica.4. Los problemas que resuelve el computador cuántico.
7414.1. El método de factorización de Shor. . . . . . . . . . . . . . . . . . .42


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Índice general

4.1.1. Búsqueda del periodo de unafunción. . . . . . . . . . . . . 42

4.1.2. Factorización de enteros grandes. . . . . . . . . . . . . . . . 45

42. Codi cación superdensa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

43. Teletransporte cuántico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

44. El algoritmo de búsqueda de Grover. . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

45. Aplicaciones a lainteligencia arti cial. . . . . . . . . . . . . . . . . 51

4.5.1. Juegos de un movimiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

4.5.2. Juegos de varios movimientos. . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

4.5.3. Algunas conjeturas sobre la naturaleza. . . . . . . . . . . . 54

5. Una aplicación llevada a la práctica:Criptografía cuántica.55
51. Justi cación de la criptografíacuántica. . . . . . . . . . . . . . . . 55

52. Descripción de una transmisión. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

5.2.1. Distribución de clave cuántica. . . . . . . . . . . . . . . . . 56

5.2.2. Comunicación segura en presencia de ruido. . . . . . . . . 57

5.2.3. Bit commitment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

53. Realizaciones prácticas. . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

54. Observaciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

6. El computador cuántico.59
61. El computador cuántico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

62. Modelos de computador. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

63. El modelo de circuito cuántico. . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . 60

64. El autómata celular cuántico (QCA). . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

6.4.1. Nociones generales sobre el QCA. . . . . . . . . . . . . . . . 61

6.4.2. Acoplamiento con el exterior. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

6.4.3. Descripción del autómata celular. . . . . . . . . . . . . . . . 63

6.4.4. Problemas del QCA. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . 67

7. Construcción del computador cuántico.69
71. Decoherencia. Códigos cuánticos detectores de error. . . . . . . . 69 7.1.1. Signi cado de la decoherencia . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

7.1.2. Códigos cuánticos de detección de error . . . . . . . . . . . 70

7.1.3. Capacidad de los canales cuánticos. . . . . . . . . . . . . . 74

72. Otrosproblemas: la interconexión. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

73. Alternativas para la construcción del computador cuántico. . . . 75

7.3.1. Trampas iónicas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

7.3.2. Resonancia magnética nuclear. . . . . . . . . . . . . . . . . 78

7.3.3. Impurezas en semiconductores. . . . . . . . . . . . . . . . . 79

7.3.4.Quantum dots. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

7.3.5. Cavidades ópticas de alta calidad. . . . . . . . . . . . . . . . 81

8. Conclusiones.838.1. Lo que el QC es capaz de hacer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .83


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Índice general

82. Lo que el QC no es capaz de hacer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

83. ¿Seremos capaces de construir un QC?. . . . . . . . . . . . . . . 86

9. Apéndice: técnicas mencionadas en el trabajo.89
91. Preparación del procesador. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

9.1.1. Bombeo óptico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

9.1.2. Enfriamiento láser. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

92. Técnicas de medida. . . . . . . . . . . . . . . . ....