Christopher Schwarz y Allan Stienhardt son ambos medio correctos, y juntos lo han entendido:
- Qubits se puede configurar para “mantener” niveles escalares entre 0 y 1. (Estrictamente hablando, su estado se resolverá a 0 o 1 cuando se observe, pero lo hará con la probabilidad determinada por la amplitud cuando se mida).
- Debido a que los niveles de estado cuántico son números complejos, tienen una fase y una magnitud. Esto es importante, porque le permite diseñar algoritmos que (en términos generales) combinan dos señales ruidosas de una manera que cancela el ruido.
Tenga en cuenta que las computadoras analógicas son capaces de (1), y son demostrablemente “no más potentes” que las computadoras digitales, básicamente porque cualquier pequeña cantidad de ruido se acumula si no tiene una forma de eliminarlo volviendo a digitalizar su información.
Sin embargo, si tiene la capacidad de combinar amplitudes para que los patrones de interferencia cancelen una cantidad constante de ruido (y lo hacemos; es decir, el teorema del umbral cuántico), entonces si puede mantener el ruido “lo suficientemente silencioso”, puede realizar cálculos que mantenga la información en los estados intermedios durante el tiempo que desee, hasta que desee desempaquetarla.
- ¿Cómo comenzó la física cuántica?
- ¿Se puede modelar una computadora cuántica en una computadora estándar?
- ¿Es la mecánica cuántica una indicación de que podríamos estar viviendo en una simulación?
- ¿Por qué necesitamos operadores en mecánica cuántica?
- ¿Se puede expresar la entropía de información de un qubit en función de la matriz de densidad?
Esto es, en cierto sentido, todo el poder de la computación cuántica: el algoritmo de Shor para la factorización es (con solo una pequeña interpretación artística) solo una transformación de Fourier constantemente corregida por error, que observa que factores de un número son análogos a armónicos resonantes en una onda (que escapan a la corrección de errores en virtud de ser resonantes). El algoritmo de Grover para la búsqueda de recuadro negro consulta repetidamente el espacio de búsqueda, utilizando la interferencia para cancelar el “ruido” de las consultas fallidas consigo mismo hasta que solo quede la señal de la consulta exitosa.
Si bien esto requiere una pequeña licencia artística con las matemáticas (porque es difícil llegar a la verdad del asunto sin discutir el álgebra de los operadores unitarios, de la misma manera que es difícil llegar a la verdad de la computación clásica sin discutir el álgebra de operadores binarios), está mucho más cerca de la marca que la información errónea evidente que escuchará de los medios científicos populares, que afirman (erróneamente) que el poder proviene de la capacidad de “probar muchos cálculos diferentes en superposición”.
La superposición sin cancelación no es más poderosa que simplemente lanzar monedas para aleatorizar su cálculo: la razón por la cual la teoría computacional cuántica no es trivial es que necesita diseñar algoritmos para que la cancelación de ruido cancele las partes que no desea mientras amplifica partes que haces. (Y es por esta razón que la única aceleración cuántica que hemos encontrado hasta ahora es cuadrática, en lugar de exponencial).
