¿Qué tipo de conocimientos de matemáticas y física se necesitan antes de considerar la computación cuántica como un interés de investigación?

Los fenómenos cuánticos son altamente no triviales para nuestra experiencia cotidiana. El movimiento principal detrás del desarrollo de las computadoras cuánticas es que se puede usar para resolver algunos de los problemas actuales de factorización prima y problemas de simulación a largo plazo, que no pueden ser resueltos por nuestras computadoras clásicas que usamos hoy en día. Pero las computadoras cuánticas (muy rápidas como las clásicas actuales) pueden resolver estos problemas utilizando fenómenos cuánticos como superposición, enredos, túneles, etc.

Si queremos entender los algoritmos cuánticos, podemos escapar aprendiendo álgebra lineal y debemos entender el algoritmo Deutsch-Jozsa, la teletransportación cuántica, el algoritmo de Grover, el algoritmo de Shor y la computación cuántica adiabática (NASA y D-Wave).

Desafío de factorización RSA:

Si queremos tener una mejor comprensión de lo que está modelando el álgebra lineal, necesitamos estudiar un poco más de matemáticas y física. Es difícil digerir la mecánica cuántica si no tenemos al menos un poco de experiencia en mecánica clásica, por lo que debemos conocer muy claramente las profundas consecuencias de la posición, el momento, la energía, la acción, el hamiltoniano, el lagrangiano, el potencial, etc.

La mecánica cuántica se trata principalmente de las ecuaciones de Schrodinger (tanto autónomas como no autónomas) (ecuación de evolución) / Imagen, imagen de Heisenberg (Evolución del sistema en el espacio y el tiempo), perturbaciones de tiempo dependiente e independiente del tiempo, una variante de la ecuación de onda. Estas ecuaciones son “ecuaciones diferenciales” ya que implican hacer uso de los operadores de diferenciación del cálculo. Es mejor tener una idea fundamental de óptica lineal, no lineal y teoría EM.

Además de que necesitamos tener

  1. Estudio básico y análisis de algoritmos.
  2. Transformadas de Fourier y Laplace
  3. Matrices (Avanzado)
  4. Análisis funcional
  5. Teoría de la complejidad computacional.

Necesitamos estudiar libros sobre computación cuántica e información cuántica.

Gracias 🙂

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