Entonces, en este punto, es difícil decir que las computadoras cuánticas actuales (más bien como chips) han integrado dentro de ellas RAM (memoria de acceso aleatorio), ROM (memoria de solo lectura), discos duros (otro componente de memoria) y buses o datos líneas, pero hay desarrollos en las arquitecturas de computadoras cuánticas, la mayoría de las cuales son arquitecturas híbridas cuánticas-clásicas, donde ciertamente tiene componentes que manipulan qubits o qudits (tan populares en este momento) para realizar cálculos en circuitos cuánticos (como un procesador ), esquemas para almacenar esta información en otros qubits (memoria), y luego también sistemas para llevar a cabo mediciones después de nuestras manipulaciones para obtener el resultado de nuestro cómputo informático cuántico (con información cuántica transmitida a través de buses ópticos).
¿De qué están hechas actualmente las computadoras / chips cuánticos (o simplemente qubits)? Bueno, es como la Explosión del Cámbrico (ok, tal vez no tan diversa) pero con diferentes arquitecturas o sustratos de computación cuántica si lo deseas, cada uno con sus ventajas y desventajas.
Los qubits de iones atrapados, los qubits de circuitos superconductores, los qubits de vacantes de nitrógeno de diamante son algunos ejemplos de representaciones físicas o realizaciones de qubits; en general, puede usar algo como un qubit siempre que pueda manipular el estado de dicha entidad cuántica (electrones, fotones, generalmente gira) en cuyo caso, alguna otra cantidad de campo, etc.) en un nivel de dos niveles (para que obtenga el estado 0 o 1 o las superposiciones de estos) o en varios niveles (los qudits pueden asumir estos estados de niveles múltiples, así que piense 0, 1 , 2 … n-estados) moda.
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Por lo general, terminas manipulando estos estados cuánticos utilizando ópticas, por lo que los fotones o diferentes frecuencias electromagnéticas, como microondas u ondas de radiofrecuencia, y a menudo en pulsos compuestos (existen beneficios experimentales al hacer esto donde entregar nuestras manipulaciones en secuencias de pulso ofrece robustez a ruido u otros errores en lugar de un solo pulso).
Otro aspecto del hardware de computación cuántica actual con el que puede estar familiarizado es el requisito casi universal de temperaturas criogénicas (desde temperaturas templadas templadas de 1 ~ 10 Kelvin a mili-Kelvin más frías hasta temperaturas de micro-Kelvin aún más frías), así como la aspiración dura para ciertos modos de qubit (especialmente métodos de iones atrapados).
Y el campo realmente está avanzando rápidamente con centros en los EE. UU., Europa, Australia (estas tres naciones están fuertemente invertidas en la creación de una computadora cuántica universal que funcione), Asia (China se centra principalmente en experimentos informáticos cuánticos, Japón y Corea también tienen su las miradas se centran más en la manipulación de información cuántica con sistemas ópticos cuánticos).
De hecho, hay propuestas para construir una computadora cuántica del tamaño de un “fútbol” basada en métodos de iones atrapados, debido a sus buenas vidas de enredos, escalabilidad y manipulación directa y direccionamiento de qubits (los iones atrapados también son una tecnología bastante antigua, utilizada en cosas como relojes atómicos o como componentes en los flujos de trabajo de espectrometría de masas): esto es bastante emocionante y en realidad sería una gran cosa para invertir y convertirlo en un gran proyecto de ciencia pública muy similar a cómo se podrían operar y usar el LHC o los LIGO del CERN.
Obviamente, puede ver dónde sería un buen primer paso, pero podría necesitar mejoras para romper la barrera comercial convencional: los intensos costos de energía de lograr un vacío difícil y mantener temperaturas de mil a micro Kelvin (tal vez pueda hacer una ingeniosa ingeniería térmica e integración para ahorrar algo de dinero, pero los costos operativos seguirán siendo elevados).
Sin embargo, sería una empresa maravillosa y podría resultar valiosa para guiar el diseño y desarrollo de futuros dispositivos cuánticos (tal vez con la computadora cuántica voluminosa y costosa puede descubrir cómo construir una más compacta y eficiente en energía / resistente al calor).
