Voy a dar la versión no matemática de esta respuesta.
Una computadora cuántica es una computadora que hace uso de las reglas más extrañas de la mecánica cuántica (como el entrelazamiento cuántico y la superposición cuántica) para acelerar los cálculos.
Una computadora tradicional ‘piensa’ en binario, un lenguaje de 1s y 0s en forma de cargas eléctricas que pueden pasar a través de los cables y enviar información de un lugar a otro.
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Una computadora cuántica, por otro lado, usa partículas físicas (representadas como bits cuánticos o qubits) en lugar de carga eléctrica. Hay claras ventajas para esto. Una regla de la mecánica cuántica se llama superposición. El fondo detrás de esto no es realmente necesario aquí, pero la esencia básica es que una partícula que no ha sido ‘observada’ puede estar en múltiples estados al mismo tiempo.
Una partícula estará en una posición específica cuando sea necesario, pero cuando no lo haga, su posición es un desenfoque de diferentes lugares posibles. Esencialmente almacena todas las posiciones posibles en las que podría estar al mismo tiempo.
Este almacenamiento extendido es extremadamente útil, especialmente cuando se usa enredos. Si ‘enreda’ varias partículas, sus estados se vuelven dependientes entre sí, incluso cuando están en una superposición. Esto aumenta exponencialmente la cantidad de datos que se pueden almacenar.
Un mayor almacenamiento por qubit significa que la computadora “piensa” más rápido. Se podría alimentar un problema complejo a la computadora, que luego almacenaría múltiples valores en una colección de qubits y luego realizaría una operación en los qubits, de modo que la operación se realice en todos los valores al mismo tiempo, en lugar de realizar la misma operación en cada uno valora uno a la vez.
Sin observar los qubits, un gran conjunto de datos podría procesarse muy rápidamente. Las respuestas correctas podrían medirse, borrando los datos almacenados en la superposición cuántica, excepto el valor deseado. Esto significa que grandes cantidades de datos y cálculos complejos podrían procesarse como si fueran valores únicos.
La desventaja es que, si bien pueden manejar conjuntos de datos grandes muy bien, muchos cálculos pequeños seguidos no se procesarán más rápido. Cuando mide un qubit, elimina sus datos almacenados en la superposición. Si tiene que medir constantemente un valor en el camino, la computadora cuántica probablemente será más lenta que una computadora normal.
Las computadoras cuánticas no reemplazarán las computadoras eléctricas normales. Lo más probable es que se usen para cálculos de supercomputadora o como procesador lateral (QPU) para cálculos especializados en una computadora personal.
