Sería suficiente para igualar la potencia de una computadora cuántica de un tamaño particular. No debemos pensar en esta pregunta en términos absolutos, sino en términos que sean relativos a la cantidad de recursos que tenemos. Los recursos en el sentido de la computación pueden ser tiempo, espacio o energía.
Mientras supongamos que el número de procesadores que podemos construir y lanzar a un problema no crece exponencialmente, en teoría no podemos esperar más que una aceleración polinómica en el tiempo de ejecución para un algoritmo paralelo en particular. Por lo tanto, ejecutar cada computadora en paralelo en la Tierra nos dará cierta cantidad de potencia informática. Agregar un procesador a eso solo aumentará su potencia de manera polinómica (muy probablemente lineal).
Por otro lado, hay una pequeña colección de casos conocidos en los que una computadora cuántica puede superar a las computadoras secuenciales y paralelas con recursos lineales de hardware (qubits) pero disminuyendo exponencialmente los tiempos de ejecución. Esto se debe a la naturaleza fundamental de “dónde” se realiza el cálculo: en las computadoras cuánticas con qubits enredados, las soluciones potenciales vienen con una amplitud de probabilidad asociada, que es como una probabilidad, excepto que las probabilidades son números reales y las amplitudes son complejas. El resultado de esto es que las posibles soluciones pueden interferir entre sí, tanto positiva como negativamente, mientras que las probabilidades normales solo pueden interactuar positivamente (es decir, agregan, y las probabilidades nunca son menores que cero). Esto significa que, si somos inteligentes, podemos explotar esta extraña interferencia entre las posibles soluciones para hacer las cosas más rápido de lo que podríamos hacer en una computadora clásica.
- ¿Qué requisitos requerirá una computadora portátil para el programador?
- ¿Qué tarjetas gráficas debo comprar para la minería de altcoin si la electricidad es gratis para mí?
- Si una CPU Intel i3 de doble núcleo se fabricó con tubos de vacío, ¿qué tamaño de almacén se necesita para alojarla?
- ¿Por qué mi Dell inspiron 7559 dura solo 4 horas?
- ¿Cómo es el rendimiento de una tarjeta gráfica AMD Radeon R5 M340?
Tenga en cuenta que el espacio de posibles soluciones es exponencial. Si tuviéramos una computadora cuántica lo suficientemente grande como para que se necesitaran los recursos informáticos clásicos del mundo para simularla, entonces solo necesitamos agregar un qubit para aumentar ese requisito en un factor de dos. Dos qubits dan un factor de cuatro. Tres qubits da un factor de ocho. Esto es claramente insostenible, por lo que, en cierto sentido, es difícil decir que una computadora clásica podría coincidir con una computadora cuántica.
Esto puede parecer un poco artificial, ya que podría preguntar fácilmente: “Bueno, ¿por qué tengo que hacer las cosas básicamente simulando una computadora cuántica?” Realmente no es necesario para la mayoría de los problemas porque es poco probable que este tipo de potencia sea necesaria para un algoritmo eficiente. Pero hay algunos casos en los que realmente es un requisito, hasta donde sabemos. Estos incluyen el algoritmo de factorización principal de Shor y las simulaciones de sistemas cuánticos, que no pueden simularse en una computadora clásica sin recursos exponenciales en el caso general.
Pero todo este análisis ignora muchas preocupaciones prácticas de implementación. En realidad, las computadoras paralelas no tienen acceso instantáneo a la memoria, por lo que debemos tener en cuenta los tiempos de comunicación. Esto puede ralentizar drásticamente una implementación paralela, de modo que en realidad lo ralentiza en lugar de acelerarlo. En el lado cuántico, es más difícil decir cuáles serían los factores limitantes, principalmente porque en este momento todo es un factor limitante.
