¿Cuáles son los mayores desafíos en la computación cuántica?

Bueno, en este momento el mayor desafío es discriminar entre respuestas “correctas” e “incorrectas” dentro de una computadora cuántica, es decir, sin saber la respuesta.

Una vez que se solucione (será en el sentido de que es “solo” un problema técnico y más sobre el control de calidad que cualquier otra cosa), el problema será que la idea de almacenamiento de qbits es prácticamente incompatible con el almacenamiento de bits clásico. Lo que significa que los dos diseños de “informática” permanecerán estrictamente separados (poco probable) o que necesitamos algún tipo de traductor (que luego debe ser desarrollado, probado, comercializado y estandarizado. (Cada fase costará fácilmente años)
Entonces, todo el desarrollo que se realizó en las computadoras clásicas requiere mucho trabajo de recuperación hasta que uno pueda esperar alcanzar velocidades similares. (Piense, por ejemplo, en la programación de GPU, que es mucho más difícil de usar ya que no hay 40 años de desarrollo de gcc en los que confiar)
Entonces, la industria debe estar lista para dejar atrás las viejas bases de código y desarrollarse nuevamente en la nueva plataforma. Lo que llevará al menos décadas y más probablemente un nuevo conjunto de empresas “líderes”. La mayoría de los problemas en el software se derivan del código heredado y los requisitos de compatibilidad con versiones anteriores.

Sí, algunos piensan dónde se usarán de inmediato (es decir, laboratorios de CS e instalaciones de inteligencia / militares), pero eso se debe principalmente a que esas instalaciones usan cualquier cosa, ya que simplemente podría funcionar. Y los muchachos de inteligencia / militares no pueden darse el lujo de no probarlo y los muchachos de CS simplemente se divierten jugando con él.
Todos los demás se acercarán con mucho cuidado. A juzgar por la cantidad de bases de código Java y C ++: la mayoría nunca llegará al escenario, donde incluso considerarían cambiar.

El costo / beneficio.

Eventualmente, encontraremos un sustrato escalable para computadoras cuánticas, y después de una década más o menos de jugar y solucionar los errores, podrá comprar una computadora cuántica por, digamos, un dólar por qubit. Esto será al menos un millón de veces más lento que una computadora convencional para casi cualquier problema convencional, excepto algunos. Los espías los usarán para descifrar códigos antiguos (aunque tan pronto como existan, las personas inventarán códigos nuevos que no pueden descifrar fácilmente), los físicos podrían usarlos para comprender la superconductividad o el Big Bang o algo así … y eso es todo. Nunca habrá un mercado lo suficientemente grande como para realmente aprovechar las economías de escala. Incluso si son clave para descubrir una industria de un billón de dólares de fusión práctica o líneas de transmisión superconductoras o lo que sea, no serán en sí mismas un producto masivamente rentable.

El principal problema es el aislamiento de los circuitos lógicos del ruido ambiental o el uso del ruido ambiental para amplificar las señales. La dificultad está en mantener los estados enredados y superposicionados de manera persistente. Similar a los primeros problemas con RAM y ROM; se tenía que bombear energía para mantener el estado de la memoria y la memoria se perdería cuando la máquina se apaga.

Por favor vea esta respuesta.

Lo dice mucho mejor de lo que podría.

La respuesta de Igor Markov a ¿Cuáles son los mayores desafíos en la computación cuántica?

El desafío fundamental es mantener la coherencia durante un tiempo suficientemente largo. El sistema cuántico necesita estar completamente aislado de interactuar con cualquier otra cosa para que no tenga lugar la decoherencia.