¿Es así como funciona la computación cuántica?

Esta es una idea errónea sobre la forma en que funcionan los algoritmos cuánticos. Es cierto que puede existir un sistema de 800 qubits en una superposición de 2 ^ 800 amplitudes, pero solo tenemos acceso a una de esas amplitudes a la vez y si verificamos el estado del sistema solo recuperamos un número y perdemos el otros 2 ^ 800 – 1. Entonces, para aprovechar la superposición para resolver un problema matemático, tenemos que manipular el sistema de modo que todas las amplitudes correspondientes a respuestas incorrectas interfieran destructivamente. Mientras tanto, la amplitud correspondiente a la respuesta correcta experimentará una interferencia constructiva, por lo que es muy probable que una medición del sistema produzca la respuesta correcta. La disponibilidad de amplitudes cuánticas abre la puerta a cálculos eficientes de ciertas clases de problemas matemáticos que exhiben simetrías útiles, como el problema oculto de subgrupos, para que podamos explotar la interferencia destructiva y constructiva cuántica. Pero no, no abre la puerta a la computación paralela masiva.

Perdone el esfuerzo mediocre de los científicos de la información cuántica para sofocar la exageración que los artículos científicos populares dan a las perspectivas de la computación cuántica. La mayoría de los científicos son empleados del ejército de EE. UU. Y la exageración solo hace que sea más fácil obtener fondos de sus patrocinadores que no son inteligentes.

En cuanto a la computadora D-Wave, los científicos aún discuten si los qubits en el chip D-Wave están completamente enredados, pero realmente no importa porque D-Wave está diseñado para resolver una clase de problemas aún más pequeña que la mayoría de la información cuántica los científicos están interesados. En teoría, deberían poder enredar sus qubits al máximo. Puede ser cierto que existe un límite fundamental en la cantidad de enredos que podemos generar en un sistema, pero si eso es cierto, en realidad sería más emocionante porque significaría que todo lo que sabemos sobre la mecánica cuántica está mal.

En una charla llamada Hay mucho espacio en la parte inferior que Richard Feynman dio en 1959 en la reunión anual de la American Physical Society en Caltech, definió esencialmente cómo funcionaría una computadora cuántica.

“Ahora, en principio, podemos hacer un dispositivo informático en el que los números estén representados por una fila de átomos con cada átomo en cualquiera de los dos estados. Esa es nuestra aportación. El Hamiltoniano comienza a “Hamiltonianizar” la función de onda. . . . Los que se mueven, los ceros se mueven. . Finalmente, a lo largo de un grupo particular de átomos, unos y ceros. . . ocurren que representan la respuesta “. (Sobre física cuántica y simulación por computadora, una conferencia de Richard Feynman).

Hamiltoniano puede necesitar explicaciones. Un hamiltoniano prescribe exactamente cómo deben evolucionar los estados cuánticos de los átomos a medida que siguen las reglas de la mecánica cuántica. La visión de Feynman de un dispositivo de computación cuántica se ha desarrollado considerablemente, pero sus palabras aún funcionan como introducción. Su terminología hamiltonizante se usa hoy para describir explícitamente cómo la computadora cuántica adiabática de onda D resuelve problemas de optimización.

Las computadoras que usan puertas cuánticas ocultan su Hamiltonianizing debajo del capó. Los diseñadores y programadores generalmente ven el proceso como una cuestión de aplicar una secuencia de puertas cuánticas a la fila de qubits. Estas puertas proporcionan un nivel conceptual intermedio con el que participar en el proceso de manipulación de partículas cuánticas enredadas para producir una respuesta deseada.

Jared Huggins parece saber realmente de lo que está hablando, así que mira primero. Si desea leer más, consulte el blog de Scott Aaronson, un experto en computación cuántica con un disgusto sobre esta noción. Por ejemplo, la última mitad de esta entrada de blog (Speaking Truth to Parallelism at Cornell) y este comentario ( http://www.scottaaronson.com/blo …).

Una computadora cuántica se basa en qubits. Funciona de una manera particularmente intrigante, un bit solo puede almacenar un 0 o un 1. Pero un qubit puede almacenar un cero, uno, ambos cero y uno, o un número infinito de valores intermedios. Las computadoras cuánticas pueden resolver problemas difíciles.