Computadores Cuanticos

COMPUTACIÓN
CUÁNTICA

[COMPUTACIÓN CUÁNTICA] 18 de Junio de 2014

1.

ÍNDICE

1. Índice……………………………………………………………..1

2. Introducción…………………………………………………..2

3. Principios de la Computación Cuántica…………..3

4. Arquitectura de un Ordenador Cuántico………..4

5.

Problemas de la Computación Cuántica………..7

6.

Bibliografía…………………………………………………….8

1

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2. Introducción
El actual interés en el desarrollo de la computación cuántica se debe a la que se
esta llegando al límite de la “computación clásica”. La constante miniaturización de los
componentes de hardware ha logrado la realización de nano circuitos, pero muy
pronto la miniaturización será tal que las leyes de la física clásica ya no sean validas,
entonces se entrará enlos dominios del mundo subatómico, donde las leyes de la
mecánica cuántica tienen validez.
Cuando se llega a la escala de nanómetros, los electrones se escapan de los
canales por donde deben circular, provocando un mal funcionamiento de los
elementos del hardware. A este fenómeno se le conoce como efecto túnel.
El efecto túnel es un fenómeno nanoscopio por el que una partícula viola losprincipios de la mecánica clásica penetrando una barrera de potencial o impedancia
mayor que la energía cinética de la propia partícula. Como bien se conoce una
partícula clásica, si se encuentra con un obstáculo, no puede atravesarlo y rebota. Pero
con los electrones, que son partículas cuánticas y se comportan como ondas, existe la
posibilidad de que una parte de ellos pueda atravesar lasparedes si son demasiado
finas; de esta manera la señal puede pasar por canales donde no debería circular.
Como causa de esta limitación, actualmente se están llevando a cabo
investigaciones en todo el mundo sobre la posibilidad de desarrollar una computadora
cuántica eficaz, mediante el estudio de los distintos prototipos creados.
La historia de la computación cuántica comienza cuando teóricostales como
Richard Feynmann, Paul Benioff, David Deutsch y Charles Bennett, propusieron por
primera vez el concepto de las computadoras cuánticas en las décadas de 1970 y 1980.
Muchos otros científicos dudaron que alguna vez este tipo de computadora pudiera
resultar práctica.
Tuvo que pasar tiempo hasta que en 1994, Peter Shor, describiera un algoritmo
cuántico específicamente diseñado parafactorizar números grandes y
exponencialmente más rápido que las computadoras convencionales, lo
suficientemente rápido como para birlar la seguridad de muchos criptosistemas de
clave pública. El potencial del algoritmo de Shor alentó a muchos científicos a tratar de
explotar las capacidades de las computadoras cuánticas.
En los últimos años, varios grupos de investigación de todo el mundo hanalcanzado progresos significativos en este campo.

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3. Principios de la Computación Cuántica; El Qubit y las
Compuertas Cuánticas.
La computación cuántica pretende utilizar un principio básico de la mecánica
cuántica por el cual todas las partículas subatómicas (protones, neutrones, electrones,
etc.) tienen una propiedad asociada llamadaspin. El spin se asocia con el movimiento
de rotación de la partícula alrededor de un eje. Esta rotación puede ser realizada en un
sentido, o el opuesto. Si por ejemplo tomamos como bit al spin de un protón, podemos
usar una dirección como 1 y otra como 0. Estos bits, tomados a partir del spin de las
partículas han recibido el nombre de qubits.
El qubit, a diferencia de la computación actualdonde cada bit solo puede tomar
dos valores; 0 o 1, este puede tomar los siguientes valores; puede ser 0, 1 al igual que
el bit y puede estar en un estado de superposición cuántica (denominado estado
qubital puro) combinación de esos dos estados (
). Esto se debe al
principio de fundamental de la mecánica cuántica la denominada superposición
cuántica. La superposición cuántica sostiene que...