Computadores Cuanticos

La computación cuántica es un paradigma de computación distinto al de la computación clásica. Se basa en el uso de qubits en lugar de bits, y da lugar a nuevas puertas lógicas que hacen posibles nuevos algoritmos. Una misma tarea puede tener diferente complejidad en computación clásica y en computación cuántica, lo que ha dado lugar a una gran expectación, ya que algunos problemas intratablespasan a ser tratables. Mientras un computador clásico equivale a una máquina de Turing, un computador cuántico equivale a una máquina de Turing cuántica.
En 1985, Deutsch presentó el diseño de la primera Máquina cuántica basada en una máquina de Turing. Con este fin enunció una nueva variante la tesis de Church-Turing dando lugar al denominado "principio de Church-Turing-Deutsch".

La estructurade una máquina de Turing cuántica es muy similar a la de una máquina de Turing clásica. Está compuesta por los tres elementos clásicos:
1)una cinta de memoria infinita en donde cada elemento es un qubit,
2)un procesador finito y
3)un cabezal.
El procesador contiene el juego de instrucciones que se aplica sobre el elemento de la cinta señalado por el cabezal. El resultado dependerá del qubit dela cinta y del estado del procesador. El procesador ejecuta una instrucción por unidad de tiempo.
La cinta de memoria es similar a la de una máquina de Turing tradicional. La única diferencia es que cada elemento de la cinta de la máquina cuántica es un qubit. El alfabeto de esta nueva máquina está formado por el espacio de valores del qubit. La posición del cabezal se representa con una variableentera.
Un qubit o cubit (del inglés qubit, de quantum bit, bit cuántico) es un sistema cuántico con dos estados propios. Esto es, se trata de un sistema que sólo puede ser descrito correctamente mediante la mecánica cuántica, y en el que, aunque puede estar en un continuo de estados, al medir cualquier propiedad observable, sólo son posibles dos resultados, con una probabilidad determinada porel peso del estado propio correspondiente en la función de ondas que describe el sistema. Adicionalmente, un qubit puede ser objeto de manipulación arbitraria, dentro de las leyes de la mecánica cuántica. Se considera el análogo cuántico de un bit clásico, que se puede describir por mecánica clásica y también tiene solo dos valores posibles, que se pueden manipular a voluntad de acuerdo con lasleyes de la mecánica clásica.



Computadora Cuantica

 Aproximadamente cada dos años la capacidad de procesamiento de lascomputadoras se duplica, mientras que sus componentes se reducen de tamaño cada vez más.
Sin embargo, esta tendencia tendría un límite, para seguir con su desarrollo en un futuro cercano, se va a requerir de componentes de tamaños atómicos, una escala que las leyes de lafísica clásica dejan de funcionar y la materia responde a las funciones de la mecánica cuantica. El trasmisor, por ejemplo, quedará obsoleto. Pero si el hombre puede afrontar ese desafío podrá crear procesadores millones de veces más veloces que los actuales.
Llega el “qubit”
Las computadoras de la actualidad basan su funcionamiento en los bits, la unidad más elemental de almacenamiento deinformación. Lascomputadoras cuanticas almacenarán en un futuro la información enqubits.
Para obtener un bit se requiere de un dispositivo físico que pueda adoptar uno de los dos valores posibles del bit en el sistema binario. Léase “uno” o “cero”, “verdadero” o “falso”, “encendido” o “apagado”. El dispositivo adopta cualquiera de estos dos valores uno por vez. En las computadoras actuales este trabajolo hacen trasmisores y capacitadotes en miniatura.
El qubit
Según las leyes de la mecánica cuantica, las partículas pueden adoptar dos estado a la vez con muchos estados intermedios (algo impensado para la física clásica). Es posible representarlo como un punto en una esfera en la que el polo norte equivale a “uno” y el polo sur a “cero”. Este fenómeno se llama “superposición cuantica”. En el...