- Primero, una pequeña introducción a la lógica detrás de la computación cuántica :
Una computadora clásica realiza el cálculo utilizando bits clásicos, pero una computadora cuántica usa bits cuánticos (o qubits) para realizar el cálculo. Hay muchos objetos físicos que se pueden usar como qubit, por ejemplo: electrón, fotón, núcleo.
En caso de utilizar el electrón como un qubit, explotamos su propiedad llamada spin.
Ahora puede tener estado de giro hacia abajo (o cero) o estado de giro hacia arriba (o uno), hasta ahora es como el sistema clásico donde tenemos dos bits girando hacia arriba ([matemática] | 1> [/ matemática]) y hacia abajo ([matemática] | 0> [/ matemática]) ahora según la mecánica cuántica, los objetos cuánticos pueden estar en ambos estados a la vez, después de medir el giro, estará hacia arriba ([matemática] | 1> [/ matemática]) o abajo ([matemática] | 0> [/ matemática]) pero antes de medirlo el electrón puede existir en una superposición cuántica de estos dos estados (es decir, a [matemática] | 1> + b | 0> [/ matemática])
donde “a” y “b” son la probabilidad relativa de encontrar el electrón en un estado u otro.
ahora, si tiene “n” electrones, la interacción entre esos “n” electrones dará como resultado [matemática] 2 ^ n [/ matemática] posible combinación de estados, tomemos 2 electrones y veamos qué obtenemos.
ahora tenemos estados como: – [matemáticas] | 0.0>, | 0,1>, | 1,0>, | 1,1>. [/ matemáticas]
En el caso clásico son solo dos bits, todo lo que necesitamos es el valor del primer bit y el valor del segundo bit, pero si aplicamos la lógica cuántica antes de la medición, puede existir en superposición de todos estos 4 estados, es decir, [matemática] a | 0.0>, b | 0,1>, c | 1,0>, d | 1,1>. [/ Math] ahora para determinar el estado de este sistema de 2 bits necesitamos 4 números a, b, c, d, por lo tanto, 2 qubits realmente contienen 4 bits de información para un sistema de 3 electrones necesitaremos 8 números y para n estados de giro, serán [matemática] 2 ^ n [/ matemática] bits de información.
La cantidad de información clásica contenida en “n” Qubits es [matemática] 2 ^ n [/ matemática] bits clásicos.
- Progreso en computación cuántica :
Primero un poco sobre los logros pasados (después de 2000): –
- ¿Cómo se diferencia una función con una computadora cuántica?
- ¿Cuál es el mejor libro de física cuántica para tontos?
- ¿Qué sucede si desarrollamos una computadora cuántica avanzada que de repente puede resolver y revelar tanta verdad y ciencia que ni siquiera sabemos cómo manejarla?
- ¿Son permanentes las fluctuaciones cuánticas?
- ¿Son buenos los físicos para programar?
- En 2001 en IBM, el número 15 fue factorizado utilizando 10 ^ 18 molécula idéntica.
- En 2004, el primer entrelazamiento de cinco fotones demostrado por el grupo de Jian-Wei Pan en la Universidad de Ciencia y Tecnología de China.
- En 2005, dos equipos de físicos midieron la capacidad de una unión Josephson por primera vez. Los métodos podrían usarse para medir el estado de los bits cuánticos en una computadora cuántica sin alterar el estado.
- En 2006, siete átomos se colocaron en una línea estable, un paso en el camino hacia la construcción de una puerta cuántica, en la Universidad de Bonn.
Después de 2007 hubo un aumento repentino en la tasa de logros , no mencioné mucho trabajo teórico / avance en el campo, mencionaré solo los más importantes.
- 2007: se desarrolla la memoria cuántica de condensado de Bose-Einstein.
- 2007: D-wave systems afirma tener una computadora de anulación cuántica de 28 qubits funcionando.
- 2008: Demostración de enredo de qubit-qutrit 3D.
- 2008: desarrollo de memoria híbrida qubit.
- 2008: Se desarrolla un cambio y lectura de qubit de giro electrónico más rápido.
- 2008: D-wave systems afirma haber producido un chip de computadora de 128 qubit.
- 2009: primer procesador cuántico electrónico creado.
- 2009: NIST demuestra múltiples operaciones informáticas en qubits.
- 2009: Investigadores de la Universidad de Bristol demuestran el algoritmo de Shor en un chip fotónico de silicio.
- 2009: Se demostró un método para sincronizar las propiedades de múltiples qubits de flujo CJJ rf-SQUID acoplados con una pequeña extensión de parámetros del dispositivo debido a variaciones de fabricación.
- 2010: Se desarrolla un nuevo método de enfriamiento de computadora cuántica.
- 2010: Interfaz cuántica entre un solo fotón y un solo átomo demostrado.
- 2010: Demostración cuántica de LED demostrada.
- 2011: D-Wave afirma haber desarrollado el recocido cuántico e introduce su producto llamado D-Wave One (disponible comercialmente).
- 2011: se demuestra la memoria de computadora cuántica de diamante.
Ahora viene el 2012.
- D-Wave reclama un cálculo cuántico utilizando 84 qubits.
- La decoherencia se suprime durante 2 segundos a temperatura ambiente mediante la manipulación de átomos de carbono 13 con láser. (Computación cuántica a temperatura ambiente: ahora una realidad | TIME.com)
- 2013: rompió el récord anterior de 2 segundos, esta vez el récord fue de 39 minutos.
- 2014: Nike Dattani y Nathan Bryans rompen el récord del mayor número factorizado en un dispositivo cuántico: 56153 (el récord anterior fue 143).
- 2015: D-Wave Systems Inc., rompió la barrera de 1000 qubits el 22 de junio (D-Wave Systems rompe la barrera de computación cuántica de 1000 Qubit)
- 2016: Google simula con precisión una molécula de hidrógeno utilizando una matriz de 9 qubits superconductores desarrollados por el grupo Martinis y UCSB. (Simulación cuántica escalable de energías moleculares)
- 2017: D-Wave Systems Inc., anunció la disponibilidad comercial general del D-Wave 2000Q, con 2000 qubits el 24 de enero (D-Wave anuncia la computadora cuántica D-Wave 2000Q y el primer pedido del sistema)
Ahora, después de 2012, el mayor progreso fue implementar la teoría para producir modelos de trabajo reales, por ejemplo: demostración de qubits topológicamente protegidos.
El progreso realizado por empresas como D-wave, IBM, Google, Intel, etc.
Especialmente con el sistema D-wave 2000Q anunciado el 24 de enero de 2017, podemos ver un gran futuro en la computación cuántica.
enlaces:
- 2000Q – El sistema D-Wave 2000Q ™
- D-wave – Inicio, Comunicados de prensa | Sistemas D-Wave
- Computadora cuántica: las pinzas láser clasifican los átomos, primer uso del algoritmo de Deutsch en una computadora cuántica de estado de clúster
- La primera computadora cuántica de 28 qubits del mundo demostrada en línea en la Conferencia de Supercomputación de 2007, el chip de 128 qubits de Dwave System ha sido creado | NextBigFuture.com,
- Métodos completos establecidos para el procesamiento de información cuántica de trampa de iones escalable
- Los físicos alemanes desarrollan una interfaz cuántica entre la luz y los átomos.
- Simulación cuántica escalable de energías moleculares
