Con informática.
Algunas personas quieren que creas que “informática” significa programar computadoras, pero ese uso me parece engañoso, ya que ya hay otro término para ello: “programar computadoras”. En cambio, la informática es el estudio cuantificado de los límites matemáticos de la computación.
Por ejemplo, si está buscando en un directorio telefónico un nombre en particular, y abrir una página en particular le permite determinar si el nombre que está buscando es anterior o posterior a esa página, entonces, ¿cuántas páginas necesitará? consultar en una guía telefónica de 3 páginas? ¿Qué tal un libro de 7 páginas? ¿Qué tal uno con 1,023 o 1,046,469 o 68,518,346,687 páginas?
- ¿La física cuántica sigue siendo válida?
- ¿Cómo funcionan los algoritmos de Shor y Grover?
- ¿Cuál es el significado de los códigos tóricos en la computación cuántica?
- En términos de cálculo cuántico, ¿cómo se almacenan y procesan los qubits de manera diferente a los bits?
- ¿En qué se diferencia la Computación Cuántica, tal como la persiguen los profesores en los departamentos de Ciencias de la Computación, de cómo los físicos trabajan en Ciencia de la Información Cuántica y Algoritmos Cuánticos?
Ahora, ¿qué pasa si la guía telefónica no está ordenada, sino que pasar a una página solo le dice si el nombre está en esa página o no? ¿Cuántas páginas podría necesitar revisar en un libro con 4, 9, 1024 o más páginas?
Ahora, ¿puedes acelerar cualquiera de estos procesos con una computadora cuántica? Como resultado, puede acelerar el último pero no el primero. ¡Pero ten cuidado! Algunas personas le dirán que una computadora cuántica tomará tanto tiempo (o tal vez solo tres veces más) para verificar una guía telefónica de 1,000,000 de páginas que para verificar una de 100 páginas, pero eso no es cierto, lo mejor El posible algoritmo cuántico tardará 100 veces más en pasar por el libro de un millón de páginas que el de cien páginas. Por otro lado, ¡eso es aún mucho mejor que el mejor algoritmo clásico posible, que toma 10,000 veces más en el libro más largo!
Pero espera, ¿qué quiero decir con “mejor algoritmo cuántico posible” y “mejor algoritmo clásico posible”? Una cosa es medir cuánto tiempo lleva un programa en particular resolver el problema, pero ¿cómo sé que es matemáticamente imposible diseñar uno mejor?
Esa, mi amigo, es la pregunta más común en la informática teórica, o quizás más específicamente, la teoría de la complejidad , el estudio de la complejidad relativa de los problemas y la eficiencia de los algoritmos. La teoría de la complejidad cuántica es el estudio matemático de la dificultad de los problemas para las computadoras cuánticas , y al comparar la eficiencia de los algoritmos cuánticos con los mejores límites clásicos posibles, podemos determinar qué problemas son más fáciles para las computadoras cuánticas que las clásicas.
Hay algunos patrones en los resultados (por ejemplo, si un tipo de problema puede traducirse a otro tipo, entonces sabemos que cualquier computadora capaz de hacer esa traducción y resolver el segundo problema rápidamente puede resolver el primer problema rápidamente), pero si desea hacerlo mejor que hacer conjeturas intuitivas, la teoría de la complejidad es la herramienta que necesitará para descubrir qué está sucediendo.
(Si está interesado en la teoría de la complejidad y la teoría de la computación cuántica, “Quantum Computing Since Democritus” de Scott Aaronson es una excelente introducción para el principiante motivado).
