Las computadoras cuánticas no siguen las mismas reglas que las computadoras tradicionales (o supercomputadoras). Mientras que las computadoras tradicionales se basan en un sistema lógico binario basado en interruptores y puertas lógicas, las computadoras cuánticas se basan en principios de mecánica cuántica como la superposición. Aquí hay un resumen rápido:
Las computadoras tradicionales (e incluso las supercomputadoras) funcionan principalmente en un sistema binario (es decir, un valor puede ser “1” o “0”). Piense en un interruptor de luz como una computadora muy simple de 1 bit. El interruptor puede tener uno de dos valores: 0 (apagado) o 1 (encendido). Cuando el interruptor se establece en 1 (encendido), la información puede pasar a través del interruptor en forma de electrones y dentro de una bombilla, que está esperando “recibir” esta información y “calcular” una salida, que sería ligera. Si el interruptor se establece en 0 (apagado), entonces nada fluye del interruptor a la bombilla, que la bombilla “calcularía” y produciría una salida sin luz.
Por lo tanto, la bombilla puede producir dos salidas: luz y sin luz ([math] A_ {off}, A_ {on} [/ math]). Esto es de 1 bit, o [matemática] 2 ^ 1. [/ matemática] Si tenemos dos interruptores de luz (A y B), podemos tener cuatro salidas: [matemática] A_ {apagado}, B_ {apagado}; A_ {on}, B_ {off}; A_ {off}, B_ {on}; A_ {on}, B_ {on} [/ math]. Por lo tanto, las bombillas que conectamos a estos interruptores pueden “calcular” cuatro salidas diferentes. Esto es de 2 bits, o [matemática] 2 ^ 2 [/ matemática]. Los procesadores modernos funcionan de manera similar a esto, solo que a una escala mucho mayor. La mayoría de los procesadores modernos (y los sistemas operativos que ejecutan) son de 64 bits, o [math] 2 ^ {64} = 1.845 * 10 ^ {19} [/ math]. Logran esto a través de un sistema mucho más complejo que solo interruptores. Estamos hablando de miles de millones de transistores en la CPU, además de memoria, almacenamiento, reguladores de voltaje, etc.
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Las supercomputadoras unirán miles (o incluso millones [1]) de CPU especializadas para aumentar exponencialmente su potencia informática. Sin embargo, todavía operan en un sistema lógico binario. Es simplemente increíblemente robusto y complejo.
Las computadoras cuánticas [2] operan con mecánica cuántica, donde las cosas pueden ponerse bastante extrañas. En nuestro ejemplo de interruptor de luz, el interruptor solo puede estar encendido o apagado, pero nunca en algún lugar entre los dos. Los interruptores son negros o blancos, nunca grises. Las computadoras cuánticas funcionan con lo que se llaman qubits, que pueden ser 0 o 1 (como un bit estándar) o cualquier superposición de los dos. Eso significa que un solo qubit puede ser 0 y 1 (Apagado y Encendido) al mismo tiempo. Como tal, es difícil medir su poder en comparación con la informática tradicional; Es como comparar un huerto de manzanas con un pequeño lago: ambos están hechos de agua y pueden sostener la vida, pero hay muy poco en común entre los dos.
La informática clásica es bastante simple: se le proporciona información y se obtiene una salida establecida. Teóricamente, si le das exactamente los mismos parámetros, obtendrás exactamente la misma respuesta cada vez. Las computadoras cuánticas, por otro lado, son de naturaleza más probabilística . Como tal, puede mantener todos los parámetros iguales pero puede recibir una salida diferente.
Esto hace que las computadoras cuánticas sean más útiles para cosas que tienen varios parámetros desconocidos o difíciles de medir, como patrones climáticos, criptografía, análisis económico y otros problemas que actualmente requieren muchas conjeturas. Por lo tanto, las computadoras cuánticas son muy potentes, pero están muy especializadas en sus casos de uso, y son muy diferentes de las supercomputadoras tradicionales.
Pero la pregunta sigue siendo: ¿puede una computadora cuántica ejecutar Doom?
Notas al pie
[1] Sunway TaihuLight – Wikipedia
[2] Computación cuántica – Wikipedia
