La respuesta corta es que, en teoría, las computadoras cuánticas pueden hacer que ciertos tipos de problemas sean efectivamente imposibles para las computadoras normales, pero no son buenos en algunas tareas que las computadoras normales hacen bien. Por ejemplo, una computadora cuántica debería ser buena en teoría para encontrar el primer número primo mayor de diez mil millones, pero tardar años en sumar tres números de diez dígitos. En la práctica, las computadoras más potentes de la actualidad probablemente usan una combinación de procesamiento clásico, cuántico y pseudo-cuántico. Creo que un puñado de bits cuánticos tienen suficiente poder de procesamiento teórico para resolver algunos problemas que se necesitarían para intentar una sala llena de computadoras normales.
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Creo que la película Sneakers en 1992 trataba sobre un nuevo tipo de computadora que podía descifrar códigos. Si la película fuera real, el nuevo tipo de computadora en la película probablemente habría sido una computadora cuántica o un híbrido cuántico. Algunos de los problemas destacados en la película ahora se omiten mediante el cifrado cuántico.
Hoy existen dos tipos de computadoras que podrían describirse como computadoras cuánticas. Los que usan lógica cuántica pura en universidades como la que tiene Seth Lloyd, y máquinas prácticas que usan elementos de la teoría cuántica para aumentar el rendimiento, como las computadoras D-Wave.
Otra tecnología de interés relacionada es el cifrado cuántico.
Los programas de computadora a veces se miden por su complejidad o cantidad de código o la cantidad de veces que el código necesita ejecutarse para encontrar una solución. O el tamaño del laberinto a buscar. Algunos problemas, como encontrar el próximo número primo después de 10 millones, llevan mucho tiempo a menos que tenga muchos procesadores funcionando en paralelo. El software SETI at home toma prestado el tiempo de procesamiento de las computadoras participantes en Internet para analizar datos que pueden contener evidencia de mensajes de extraterrestres.
Antes de la teoría de la información cuántica, los bancos usaban números primos grandes en códigos de acceso para cifrar datos. Descifrar tales códigos fue incluso difícil para el procesamiento paralelo masivo como SETI en casa.
En teoría, las computadoras cuánticas pueden descifrar dichos códigos al crear enredos que solo se resuelven cuando los números no son compuestos.
Las computadoras que funcionan exactamente como las computadoras cuánticas que se teorizaron por primera vez son difíciles de trabajar y, en teoría, funcionan peor en problemas simples que las computadoras normales funcionan bien. Seth Lloyd es una de las pocas personas que dice tener su propia computadora de este tipo. En teoría, la tecnología es similar a disparar un láser en su bebida de café de la mañana, pero en la práctica es casi tan difícil como equilibrar dos pines uno encima del otro.
Creo que la máquina de Seth es una computadora de un solo bit cuántico.
Los bits cuánticos individuales operan en un tipo de lógica que es más compleja que una luz encendida o apagada. Las leyes de la lógica cuántica también son más complejas, por ejemplo, con tipos adicionales de puertas lógicas. La lógica cuántica también permite valores negativos de probabilidades. En la teoría de probabilidad clásica, puede tener 0% 34% o 100% pero no 106% o -22%. -22% puede ser un valor razonable que se utiliza en un problema matemático de probabilidad cuántica. Creo que David Deutsch me dijo que las leyes de lógica clásica son un subconjunto de las leyes de lógica cuántica. Supongo que las leyes de probabilidad clásicas que solo permiten valores positivos son un subconjunto de matemática de probabilidad cuántica que tiene probabilidades negativas.
Al igual que la relatividad espacio-tiempo, los bits cuánticos involucran aspectos de números complejos / números Ie que incluyen raíces cuadradas de números negativos. Tales números no reales, por supuesto, no están permitidos como valores de mediciones en las matemáticas del mundo real. Es posible que haya obtenido una ganancia de $ 203.09 dólares o perdido dinero, pero nunca obtiene el 3i (raíz cuadrada de nueve negativos) como respuesta.
Creo que Seth Lloyd y otros parecen pensar que nuestro universo puede estar funcionando bajo lógica cuántica / matemática en lugar de clásica. Algunos incluso piensan que nuestro mundo es un juego de computadora como The Sims que se ejecuta en una computadora cuántica. En cualquier caso, nuestro universo actúa de alguna manera como tales simulaciones, por lo que es una analogía útil para algunas situaciones.
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