¿Cómo prueban los científicos que las computadoras cuánticas ‘deberían’ tener una aceleración computacional en lugar de una desaceleración computacional sobre las computadoras clásicas?

Es difícil decir que se ha probado solo porque no sabemos realmente si P es desigual a NP. Lo que sí sabemos (lo que se ha demostrado) es esto:

  1. El espacio de problemas que puede resolver una computadora cuántica en tiempo polinómico se conoce como BQP o “tiempo polinómico cuántico de error acotado”.
  2. Se sabe que existen muchos algoritmos en BQP que no tienen una solución de tiempo polinomial con computadoras clásicas. Quizás lo más notable es la factorización de Integer, que subyace en muchas técnicas modernas de cifrado como RSA.

Por lo tanto, esperamos que BSQ sea un superconjunto adecuado de P, lo que significa que muchos de estos problemas simplemente no pueden resolverse en tiempo polinómico en una computadora clásica. Incluso si eso no es cierto, y P = NP, no existen algoritmos conocidos para resolver estos problemas con una computadora clásica en tiempo polinómico, aunque existen algoritmos para computadoras cuánticas.

De cualquier manera, parece que las computadoras cuánticas nos obligarán a repensar nuestro cifrado.

Básicamente, las computadoras cuánticas ofrecen una solución más rápida a los problemas porque a nivel físico o lógico, el procesamiento se realiza en paralelo. Sin descender a la confusión de cómo funciona la mecánica cuántica, es muy parecido al álgebra donde uno escribe X = fórmula matemática complicada, y luego resuelve para X. X puede ser cualquier número. De manera similar, los valores en un registro cuántico (compuesto de qubits) pueden recibir un conjunto de valores permitidos. (llamado enredo)

Procesar los datos cuánticos es una cuestión de transformar un conjunto permitido de valores utilizando puertas cuánticas. Se ha demostrado que existen puertas cuánticas equivalentes para cada tipo de puerta utilizada en la informática convencional. La aceleración radica en el hecho de que las puertas cuánticas pueden transformar todos los valores a la vez, mientras que una matriz de puertas clásica transformaría cada valor en una operación separada. La compensación para esta aceleración es que medir datos cuánticos perturba los qubits enredados. La conversión de los resultados a palabras de computadora convencionales requiere operaciones adicionales (puerta cuántica) para provocar la respuesta prevista desde el estado final.

Probar que se trata de una aceleración neta requiere un próximo modelo de trabajo. Hasta que se superen los desafíos de ingeniería de ensamblar una computadora cuántica en funcionamiento, las expectativas solo pueden ser tentativas. El diseño de papel permite una gran velocidad para ciertos problemas insolubles. Es poco probable que adaptaciones como la corrección de errores afecten ese resultado.

Cada nueva tecnología es una nueva herramienta en la caja de herramientas. Si tengo una aplicación que confirma perfectamente lo que ofrece CassandraDB, ¿eso significa que Oracle no tiene valor como empresa?

La computación cuántica tendrá su lugar en un modelo de computación en particular, es posible que nunca tenga una PC que sea una computadora cuántica, pero eso no significa que la tecnología no tenga valor.

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