¿Hay un buen ejemplo / algoritmo que explique cómo funcionan las computadoras cuánticas?

La siguiente analogía puede ayudarlo a comprender cómo funcionan las computadoras cuánticas (QC) en un nivel básico. Supongamos que estás en medio de un laberinto gigante y quieres salir de él. Lo que harás es probar diferentes caminos uno por uno y esperar que finalmente salgas del laberinto. Las rutas disponibles que puede probar tendrán una estructura de tipo árbol (o puede ser gráfica). Así es como funciona una computadora general (máquina de Turing). Intenta todas las combinaciones posibles con la esperanza de encontrar una correcta.

Teniendo en cuenta cómo el control de calidad resolverá este problema. Si conoce un poco sobre la mecánica cuántica, esto le resultará fácil con un poco de pensamiento, de lo contrario, intente leer primero sobre mecánica cuántica. Lo que hace una computadora Quantum es probar todas las rutas disponibles al mismo tiempo. Encontrará la salida del laberinto en un intento, todas y cada una de las veces. La posibilidad de almacenar más de un valor en su unidad de almacenamiento (qubit, análogo a bit en computadoras tradicionales) lo hace posible.

Las computadoras cuánticas no solo resuelven el problema que se les ha dado, sino también muchos otros problemas al mismo tiempo. El siguiente ejemplo lo ayudará a comprender qué tan rápidos son los QC:

Si queremos factorizar un número gigantesco que se usa en la criptografía RSA , uno de los mejores métodos que una computadora general puede usar hoy en día es el método de “ Tamiz de campo de número general “. Tomará alrededor de 13 × 10 ^ 9 años. Esto es más que la era de nuestro universo. Por otro lado, el “ Algoritmo de Shor ” que requiere una computadora Quantum (y funciona según el principio de la serie Quantum Fourier) toma solo 10 segundos.

Las computadoras cuánticas son una arquitectura de computadora totalmente diferente. Incluso un nivel promedio de programador tendrá dificultades para comprenderlo. Por lo tanto, si desea comprender los algoritmos que utilizan los QC para el cálculo, necesita tener un buen conocimiento de la mecánica cuántica y comprender la arquitectura de QC. La lista de algunos algoritmos utilizados por QC se puede encontrar en el enlace dado:
Algoritmo cuántico – Wikipedia

Bueno, hoy en día las computadoras se basan en ceros y unos (bit clásico), dos estados. A pesar de que la computadora cuántica tiene qubit y tiene (¿Cuántos estados pueden tener los bits cuánticos y qué son?) Estados 🙂

Me entero de un youtuber [1] que tiene una muy buena explicación del problema de qubit. Consulte las notas al pie de sus videos.

Notas al pie

[1] Construyendo los Bits y Qubits

Creo que ese sería el algoritmo de Deutsch: es básicamente el algoritmo más simple que es “verdaderamente cuántico”, ya que logra algo que no se puede hacer en una computadora clásica.

Un paso adelante es el algoritmo de Grover.

Muchas personas darían el algoritmo de Shor como ejemplo, pero ese se basa en demasiadas cosas auxiliares (teoría de números). Sin embargo, es el que obtiene a los investigadores de computadoras cuánticas todos sus fondos 🙂

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