¿Cuál es el siguiente paso después de la computación cuántica?

El siguiente paso es la teletransportación . No creo que el valor importante de la teletransportación sea enviar cosas a largas distancias. Pero sí creo que tiene una excelente oportunidad de ofrecer nuevas formas de simular y finalmente fabricar macromoléculas extremadamente complejas y otras cosas pequeñas. Ya hemos teletransportado átomos dentro de un laboratorio. Teletransportar moléculas debería ser factible, el verdadero problema es medir la partícula que se va a clonar. ¿Por qué digo que la fabricación es el uso real para la teletransportación? Bueno, al igual que las impresoras 3D pueden imprimir cosas que no puede construir de otra manera, ¡la teletransportación le permite a uno fabricar cosas dentro de las cosas sin la capacidad de acceder a lo que está ingresando! ¡Piensa en “enviar en una botella” con esteroides y a nanoescala!

¿Por qué digo que la teletransportación es el nuevo gran futuro? Bueno, primero porque la teletransportación ya se está explorando para aumentar la eficiencia y reducir las tasas de error en las computadoras cuánticas. La idea es que explores al azar qubits que tienen patrones estadísticos agradables y luego ¡puf ! , los teletransportas al flujo computacional de la computadora cuántica. Ingenuamente, uno pensaría que no se pueden medir los qubits sin estropear dicho patrón estadístico [comportamiento del estado], pero ese no parece ser necesariamente el caso. Por ejemplo, la implementación óptica lineal de la puerta de control no tiene una alta tasa de error, alrededor del 85%, sin corrección de errores de avance, que es desordenada y costosa. Pero ahora supongamos que intentamos un grupo aleatorio de qubits y de alguna manera adivinamos con alta confiabilidad de certeza que tenemos un montón de qubits que tendrán éxito cuando se apliquen a un control, no a una puerta. ¡Nada en la teoría cuántica dice que no podemos hacer esta suposición arbitrariamente alta, solo que no podemos hacerlo perfectamente! Así que encuentra los qubits que funcionan y teletransporta a la etapa de iniciación cuántica. Podrías imaginar fábricas que crean y venden qubits aprobados que funcionarán para una variedad de flujos lógicos, que puedes teletransportar a tu computadora por un precio.

La teletransportación también proporcionaría formas interesantes de establecer experimentos altamente complejos. Imagine teletransportar una molécula altamente compleja en una solución. Sería capaz de observar cosas que ni siquiera podría comenzar a imaginar observando o alterando mediante manipulación mecánica. Sorprendentemente cuántico, acusado de tener límites fundamentales en la precisión, en realidad nos permite medir las cosas mejor de lo que permite la teoría clásica. La luz exprimida y los condensados ​​de Bose Einstein para mejorar la metrología son ejemplos de esto.

Si alguna vez solucionamos el problema del plegamiento de proteínas para macromoléculas en el futuro, lo que revolucionaría la medicina y la nanotecnología, probablemente se deba a la teletransportación, no a la computación cuántica o no solo a la computación cuántica.

Dentro de diez años, predigo que volveremos a mirar el desorden de los “memes” extraños sobre el cuántico común hoy y nos reiremos de lo tontos y supersticiosos que sonamos. ¿Conciencia necesaria para observar la interacción de partículas? ¿Universos paralelos cuánticos? ¿Se cree que las computadoras cuánticas “ejecutan todas las soluciones en paralelo? ¡Estos antiguos de 2016, qué tontos, y ellos (nosotros) tuvimos la arrogancia de llamar a las generaciones anteriores primitivas y supersticiosas!

Parte del uso práctico de la teletransportación implicará con seguridad una peculiaridad cuántica misteriosa llamada medición no interactiva . Ya hemos demostrado en experimentos repetidos por muchos científicos de todo el mundo que podemos medir cosas sin medirlas de ninguna manera que realmente haga contacto con ellas. De hecho, el primer [o uno de los primeros] algoritmos cuánticos prácticos, el algoritmo de Grover, se inspiró en este comportamiento extraño y lo mapea en los cálculos de la máquina.

No estoy hablando aquí de la teletransportación de Star Trek, sino de algo extremadamente similar. Ver la respuesta de Allan Steinhardt a ¿Es la teletransportación cuántica y el entrelazamiento cuántico lo mismo? para detalles técnicos

NPR tiene un buen resumen sobre el tema de teletransportación, vea Beam Me Up? Teletransportarse es real, incluso si Trekkie Transport no lo es

Ver https://wwwold.cs.umd.edu/~amchi… para un tratamiento de circuitos cuánticos basados ​​en teletransportación

Computación encriptada .
Digamos que su cliente le ha enviado algunos datos de alto secreto que necesita analizar con su software especial en su súper computadora.
Recibió los datos en un archivo cifrado que primero descifró. Luego, pasa la entrada de alto secreto al programa, permite que produzca los números y luego obtiene una salida de alto secreto. Antes de enviar los resultados a su cliente, cifre esta salida para que la NSA / MSS / FSB no se apodere de ella. El problema es que tenía que descifrar los datos para analizarlos y la chica que mantenía la supercomputadora lo grabó todo.

El cálculo cifrado (formalmente cifrado homomórfico) resuelve esto. Es una técnica en la que la entrada a su programa permanece encriptada, la salida está encriptada y su cliente obtiene sus resultados sin haberle expuesto la información de alto secreto. El cifrado homomórfico abre muchas posibilidades nuevas:

  • Cuando mantiene cifrados los datos e incluso el propio software, no tiene que confiar en la seguridad de la computadora que lo ejecuta. Puede poner lo que quiera en la nube, bajo cualquier jurisdicción e independientemente de la reputación del proveedor.
  • Los hackers no encontrarán nada cuando entren en su sistema. Los problemas de seguridad se reducen para mantener la computadora en funcionamiento.
  • No necesita hardware confiable . Si hay algo mal con la máquina, puede saberlo inmediatamente a partir de la salida confusa. Lo que hacen las sumas de verificación para la transmisión de datos sin fallas, la computación encriptada lo hace para la computación sin fallas. Esta informática verificable allana el camino para arquitecturas informáticas completamente nuevas con componentes económicos y abundantes que a veces fallan.
  • Todos pueden verificar qué datos ingresaron a sus resultados . El cifrado y la firma segura de documentos van de la mano hoy. Con el cómputo cifrado, su cliente puede firmar sus datos y ellos (y todos los demás) pueden verificar que la salida que produjo es el resultado de su entrada. A través de funciones hash resistentes a colisiones, el cifrado homomórfico también mejorará la firma de documentos a la antigua.
  • Nadie sabe a qué datos accediste . Con el cómputo cifrado, es posible configurar un sistema en el que una persona pueda acceder a una base de datos y recuperar algunos datos, pero nadie puede decir qué entrada de datos se recuperó.
  • Colabora con otros sin exponer tu información confidencial. Conocido como cómputo seguro de múltiples partes, esto permite a varias partes enviar sus datos, combinarlos y producir un resultado de interés común, sin exponer sus entradas. Por ejemplo, votar sin exponer los votos individuales, realizar subastas o negociar acciones.

Entonces, ¿por qué es esto lo siguiente después del cálculo cuántico? Porque la computación cuántica podría llevar la computación encriptada de lo posible a lo práctico.

Las implementaciones actuales de cifrado homomórfico son muy lentas. Estamos hablando de una etapa de prueba de concepto y no hay forma de que funcione con programas informáticos comunes. Pero el cifrado homomórfico se superpone con el cálculo cuántico ciego , que logra algunas de las mismas cosas usando los efectos de la mecánica cuántica. Hoy en día, parece probable que la computación cuántica llene un nicho junto con la computación clásica y que haya formas poderosas de combinar los dos. Apoyar el cifrado homomórfico podría ser una “aplicación asesina” para el cálculo cuántico. También es posible que los resultados de la corrección de errores en los sistemas cuánticos se extiendan al cifrado homomórfico.

La computación cuántica no es realmente un paso adelante, al menos en lo que respecta a la computación clásica. Hace algunas cosas muy bien, sí, pero también tiene muchas limitaciones y dificultades que harán que las computadoras clásicas sigan siendo generalmente útiles. Preveo un momento en que las computadoras cuánticas se vuelven lo suficientemente asequibles como para que cada computadora tenga una tarjeta cuántica para usar para los cálculos cuánticos, mientras que el resto de la arquitectura sigue siendo clásica.
La mayoría de los avances potenciales para la computación aún realizan cálculos clásicos. Si quieres algo tan revolucionario como podría ser la computación cuántica, todavía no sabemos qué sería. Ni siquiera tenemos la computación cuántica abajo, y no tenemos nada teórico para usar más allá de eso.

Computación temporal. Si una computadora puede enviar resultados hacia atrás en el tiempo, entonces uno esperaría que pudiera calcular más.

Sin embargo, no soy 100% si esto es cierto o no. Sospecho que una vez que obtengamos un conjunto de reglas consistentes para evitar paradojas temporales, el resultado final podría ser equivalente al cálculo cuántico.

duplicación de la realidad