¿Qué puede hacer una computadora cuántica de 8 bits mejor que una clásica?

Me gustaría agregar algunos puntos a la respuesta de Joshua Engel.

La respuesta no es completamente precisa; Las computadoras cuánticas operan en qubits, que NO son análogos directos de bits. Cuando establece un bit en 1 o 0, cada vez que lo mide (es decir, verifica su valor), será lo que sea que lo configure, hasta que lo cambie.

Qubits (bits cuánticos) no funcionan de esta manera. Cuando “establece” un qubit, está estableciendo probabilidades. Cuando mide ese qubit, hay una cierta probabilidad de que arroje un 1, y cierta probabilidad de que arroje un 0, pero NO arrojará uno u otro con total certeza. Esto es lo que queremos decir cuando decimos que un qubit puede estar en una “superposición” de estados.

es decir, una sola medición de 8 qubits produciría una cadena de 8 bits, pero produciría un conjunto de cadenas de 8 bits diferentes con ciertas probabilidades cada vez que se mide.

Por lo que sé, no hay un consenso claro sobre si esto realmente significa que cada qubit contiene más información que un bit normal, pero es muy posible. Para fortalecer aún más esta hipótesis, puede analizar la Entropía de Shannon, que es una forma de cuantificar la cantidad de información que contiene algo: cuanto mayor es, más información contiene el objeto en cuestión (la parte difícil con qubits es extraer esa información) .

Además, más allá de los qubits, ya hay algoritmos, como la factorización de Shor y el algoritmo de búsqueda de Grover, que pueden hacer las cosas más rápido de lo que podrías hacerlo en una computadora clásica.

Nada. En el mejor de los casos, una computadora cuántica puede ser exponencialmente más rápida que una computadora clásica, pero la complejidad espacial de algo que puede encajar incluso en (8 bits == 2 ^ 8 estados) simplemente no es tan alta. Puede probar todos los estados posibles en solo 256 pasos.

En teoría, las computadoras de 28 qubits de las que están hablando podrían hacer un trabajo real, pero hay preguntas sobre si realmente han logrado lo que dicen haber logrado. Una computadora de 8 qubits podría ser un banco de pruebas interesante para la computación cuántica, pero no resolverá ningún problema real mejor que algo de Intel o AMD.

No soy un experto, así que solo cito lo que he leído, lo que enlaza con más citas en más fuentes científicas.

Según Faster, más lento, ¿o ambos a la vez ?, las computadoras cuánticas adiabáticas son más rápidas que las nuestras en:

  • optimización discreta
  • optimización binaria cuadrática sin restricciones

Según The solace of quantum, el cifrado RSA se rompe cuando agrega un coprocesador cuántico.

De acuerdo con QUANTUM COMPUTING,

Para la resolución de ciertos problemas, la computadora cuántica nunca superará a las computadoras tradicionales. Un ejemplo de esto serían las evaluaciones de funciones como la multiplicación. Sin embargo, hay muchas otras áreas de cómputo para las que serían adecuadas, tales como:

  • Resolución de problemas, es decir, factorización.
  • Prueba de que una entrada es verdadera (aunque no necesariamente proporciona la prueba), por ejemplo, prueba de que un número es compuesto.
  • … aleatorización verdadera en oposición … números pseudoaleatorios.
  • Sufriendo una evolución que imita un sistema físico específico, por ejemplo, simulando el comportamiento de un huracán
  • Posiblemente produciendo máquinas inteligentes que pueden pasar la prueba de Turing.

Lov Grover ha escrito un algoritmo usando computadoras cuánticas para buscar una base de datos sin clasificar más rápido que una computadora convencional. Normalmente, una base de datos con N entradas tomaría N / 2 número de búsquedas para encontrar los datos necesarios, pero usando una computadora cuántica toma la raíz N. Por ejemplo, con una base de datos que contiene 1 millón de entradas en lugar de tomar un promedio de 500,000 búsquedas solo tomar 1000 búsquedas (en este universo).

En otras palabras, podemos vincular la computación cuántica y ese otro tema elegante de hoy, Big Data.

Un par de enlaces más interesantes:

  • Preguntas difíciles sobre la criptografía cuántica y la computación cuántica
  • Página sobre Ic
  • A través de la lente de la computación