¿Qué es la computación cuántica?

La computación cuántica estudia los sistemas de computación teórica ( computadoras cuánticas ) que hacen uso directo de la mecánica cuántica.

fenómenos, como la superposición y el enredo, para realizar operaciones en los datos. [1]

Las principales aplicaciones de la computación cuántica

Las computadoras cuánticas podrían no reemplazar las computadoras clásicas a nivel del consumidor en el corto plazo. Pero tienen el potencial de revolucionar muchas industrias, incluida la medicina, el transporte, la ciberseguridad y muchas otras.

Comprendamos el impacto práctico de la computación cuántica con un ejemplo.

Imagine una base de datos en la que desea buscar información en particular, como un nombre, una dirección de correo electrónico o un número de teléfono.

Una computadora clásica buscaría en cada línea de la base de datos una por una y volvería con la información deseada.

Una computadora cuántica, usando qubits, buscaría instantáneamente en toda la base de datos. En lugar de leer cada línea una por una, los qubits pueden leer todas las líneas en paralelo al mismo tiempo.

Ahora asigne este ejemplo a los cálculos industriales más complejos con variables y posibilidades aparentemente infinitas. Por ejemplo, optimizar rutas y horarios de aerolíneas para todos en los EE. UU.

Las computadoras cuánticas realizarían estas tareas miles de veces más rápido que una computadora clásica simplemente por su capacidad de procesar datos instantáneamente.

Aquí hay algunos otros ejemplos de la aplicación de la computación cuántica:

• Cuidado de la salud y medicina: Descubriendo nuevos medicamentos y drogas mediante la resolución de interacciones químicas y moleculares complejas.
• Logística y cadena de suministro: optimización de rutas de suministro y operaciones de flota para una logística eficiente.
• Servicios bancarios y financieros: Hacer mejores inversiones a través de modelos financieros complejos y evaluación de riesgos.
• Aprendizaje automático e inteligencia artificial: capacidades de aprendizaje automático más inteligentes y potentes mientras se procesan conjuntos de datos grandes y complejos
• Ciberseguridad: uso de las leyes de la física cuántica para una mejor seguridad en línea [2]

Notas al pie

[1] Computación cuántica – Wikipedia

[2] Una introducción a la computación cuántica

La computación cuántica básicamente significa computar usando fenómenos cuánticos que permiten que las respuestas potenciales [matemáticas] N [/ matemáticas] a un problema se evalúen simultáneamente usando solo tantos qbits como habría tomado bits para representar un solo valor – [matemáticas] log_2 (N ) [/ math] qbits. En teoría, las máquinas cuánticas también pueden realizar esta evaluación en casi cero tiempo. Por otro lado, un cálculo cuántico solo devuelve un único resultado seleccionado al azar que es correcto dentro del margen de ruido del sistema. La configuración de los cálculos cuánticos y la lectura de los resultados generalmente es lenta, y el cálculo cuántico debe ejecutarse muchas veces para garantizar que se hayan obtenido todos los resultados correctos.

El aumento potencialmente exponencial en la eficiencia de la computación es emocionante; La computación cuántica es muy parecida a la computación paralela masiva sin la complejidad del hardware paralelo. Sin embargo, todavía es experimental y de propósito especial. Actualmente, las computadoras cuánticas están conectadas a computadoras host convencionales para acelerar tipos específicos de cómputos, al igual que la forma en que las PC alojan las GPU (unidades de procesamiento de gráficos).

Una computadora cuántica es una computadora que utiliza procesadores cuánticos. Los procesadores cuánticos usan Qubits, que son una unidad de información cuántica.

No soy un experto en computación cuántica, pero tengo una idea general. Mientras que un bit actual (soportado por tubos de vacío, interruptores y transistores) solo puede tener un 1 o 0 como unidades mínimas de información, un Bit Quantum o Qubit tiene un continuo estadístico entre 0 y 1. Eso significa que en cualquier momento dado , cada Qubit está en un estado probabilístico entre 0 y 1. Eso corresponde a la superposición cuántica, como donde está un electrón dentro de una nube de electrones.

Mientras tomaba clases de ciencias de la computación, recuerdo que me dijeron que mientras una computadora normal podía atravesar un árbol de búsqueda en cualquiera de los muchos algoritmos que tenemos (búsqueda de profundidad, búsqueda de respiración, búsqueda A * …), un algoritmo de computación cuántica podría atravesar teóricamente todas las opciones posibles al mismo tiempo, y luego los Qubits colapsarían en la respuesta. Al igual que la superposición de electrones se colapsa cuando se mide, en una sola posición medida (o momento).

Espero que esto ayude de alguna manera

Los Qubits son el núcleo de una computadora cuántica, y utilizan la rareza de la física atómica para hacer cosas que parecen literalmente imposibles.

Un qubit no tiene “verdadero” y “falso” sino más bien “cualquier combinación de verdadero y falso”: algunos dicen a (verdadero) + b (falso) de modo que a + b = 1.
Solo, eso sería relativamente menos útil, excepto por la curiosa propiedad del enredo:
dos qubits no son individualmente mezclas de verdadero y falso una vez enredados. En cambio, son una mezcla combinada de TT, TF, FT y FF (con 4 coeficientes que suman 1).

La idea básica en la computación cuántica es que puede ejecutar algoritmos que abarquen muchas de las combinaciones de verdadero y falso, y el algoritmo, en un sentido (muy real), se ejecuta en cada una de las combinaciones individuales de T y F.

Por ejemplo, un algoritmo que asigna el segundo bit a verdadero convertiría lo anterior de aTT + bTF + cFT + dFF a (a + b) TT + (c + d) FT.
[descargo de responsabilidad: en realidad no lo haría. esta es una gran simplificación de las matemáticas involucradas]

Estoy siendo extremadamente impreciso aquí, pero: si puedes imaginar hacer que un gran conjunto de estados entrelazados represente “todas las respuestas posibles” a algo al mismo tiempo, y luego aplicar algoritmos que colapsen todos esos estados en la respuesta correcta , puedes ver cómo una computadora cuántica puede hacer mucho más que una clásica. Al colapsar un gran estado enredado en uno pequeño, podemos (más o menos) resolver un algoritmo en un número exponencial de entradas (2 ^ el número de qubits enredados) simultáneamente.

Esto significa que los problemas previamente poco realistas que tomaron exponencialmente largo para entradas grandes se vuelven algo más manejables.

Entre otras cosas, la capacidad de factorizar números primos más rápido de lo que podemos actualmente significaría que toda la criptografía moderna sería inútil y que (en teoría) podría entrar en bancos e interceptar mensajes y realmente hacer lo que quisiera. Afortunadamente, las computadoras cuánticas también deberían permitir una comunicación más segura para contrarrestar eso.

Por supuesto, la computación cuántica aún está en pañales, y es considerablemente más complicada que las computadoras clásicas. Sin embargo, algún día en el futuro, todos podríamos tener módulos cuánticos en nuestras computadoras portátiles que hagan toda nuestra criptografía / factorización principal, y tal vez muchos años después de eso haremos todo lo relacionado con los circuitos cuánticos.

Un cálculo cuántico es un sistema de cálculo que hace uso directo de fenómenos de mecánica cuántica, como la superposición y el enredo, para realizar operaciones en los datos. Las computadoras cuánticas son diferentes de las computadoras digitales basadas en transistores. Mientras que las computadoras digitales requieren que los datos se codifiquen en dígitos binarios (bits), cada uno de los cuales siempre se encuentra en uno de los dos estados definidos (0 o 1), la computación cuántica utiliza qubits (bits cuánticos), que pueden estar en superposiciones de estados. Un modelo teórico es la máquina cuántica de Turing, también conocida como la computadora cuántica universal. Las computadoras cuánticas comparten similitudes teóricas con las computadoras no deterministas y probabilísticas; Un ejemplo es la capacidad de estar en más de un estado simultáneamente. El campo de la computación cuántica fue introducido por primera vez por Yuri Manin en 1980 y Richard Feynman en 1982. Una computadora cuántica con giros como bits cuánticos también fue formulada para su uso como espacio-tiempo cuántico en 1968.

A partir de 2014, la computación cuántica todavía está en su infancia, pero se han llevado a cabo experimentos en los que se ejecutaron operaciones de computación cuántica en un número muy pequeño de qubits. La investigación práctica y teórica continúa, y muchos gobiernos nacionales y agencias de financiación militar apoyan la investigación de computación cuántica para desarrollar computadoras cuánticas para fines de seguridad civil y nacional, como el criptoanálisis.

Las computadoras cuánticas a gran escala podrán resolver ciertos problemas mucho más rápido que cualquier computadora clásica usando los mejores algoritmos conocidos actualmente, como la factorización de enteros usando el algoritmo de Shor o la simulación de sistemas cuánticos de muchos cuerpos. Existen algoritmos cuánticos, como el algoritmo de Simon, que se ejecutan más rápido que cualquier algoritmo clásico probabilístico posible. Sin embargo, dados suficientes recursos computacionales, se podría hacer una computadora clásica para simular cualquier algoritmo cuántico, ya que el cómputo cuántico no viola la tesis de Church-Turing.

Fuente: Wikipedia

La computación cuántica es el proceso de computación almacenando y cambiando valores en las propiedades subatómicas de los átomos.

Hay algunas características interesantes en la computación cuántica. Sus “bits” no solo almacenan valores binarios de encendido y apagado. Qubits (como se les llama) también puede almacenar un tercer estado en el que ambos valores son verdaderos, un estado de superposición ( http://en.wikipedia.org/wiki/Qua …). Y el entrelazamiento u otras propiedades cuánticas podrían usarse para afectar los cambios en múltiples Q-bits con una sola acción.

La potencia computacional adicional significa que un procesador de 500 qubits excede por mucho la capacidad de cualquier computadora clásica para modelar, ya que requeriría que los valores [matemáticos] 2 ^ {500} [/ matemáticos] se almacenen y procesen para modelar las interacciones cuánticas.

Las computadoras cuánticas todavía están en su infancia. El mayor desafío es la interfaz con el cómputo a nivel cuántico y la entrada y salida a escala macro. Ver http://en.wikipedia.org/wiki/Qua … y ¿Cuál es el estado actual de las computadoras cuánticas? para más detalles.

Respondiendo como una persona que sufre de depresión, no debe ser tomado como consejo médico u opinión.

Estoy de acuerdo en que primero debe verificar cuáles son las políticas y procedimientos del Instituto con respecto a la divulgación de información médica personal.

Por lo general, no se le puede exigir que divulgue información personal y cualquier divulgación puede dar lugar a una forma de discriminación inmerecida. Es posible que deba consultar con la Unión de Estudiantes para obtener más información.

Si, en la entrevista, insisten en que debe cumplir con la divulgación, puede diferir la respuesta hasta que haya tenido tiempo de verificar completamente sus derechos.

Debería haber firmado algún formulario de permiso antes de la entrevista para permitir que el Instituto le exija que divulgue dicha información y estoy seguro de que dicho procedimiento se ‘destacaría’ como una anomalía y, por lo general, pero no siempre, cualquier persona que sea testigo de su firma etc. tendría que señalar tal cláusula porque estaría renunciando a algunos de sus derechos humanos, por así decirlo.

Las personas tienen todo tipo de razones para años de brecha desde asuntos personales, familiares, financieros, para empezar.

Y si clasifica el asesoramiento, etc. en su Instituto local, cualquier consulta sería privilegiada. Su asesor está obligado por la confidencialidad a no revelar detalles de su salud a un tercero.

Los institutos, como muchas organizaciones, tienen letreros alrededor de los terrenos para “Mantenerse alejado de la hierba”. En este caso, tiene derecho a no revelar lo que hay en el “césped de su vida” y, si se lo presiona, a decirles cortésmente que se mantengan alejados.

En resumen, una computadora de 500 qubits podría analizar más datos de los que hay átomos en el universo observable.

Se trata en estados paralelos.

Tiene la capacidad de ser un 0 y un 1 un qubit bastante loco, pero sigue las leyes de la mecánica cuántica que lo permiten.

Lo que esto significa es enorme, ya que sabes que cambiará, ya existen computadoras cuánticas que existen mientras hablamos el dwave y existen otras. Creo que IBM ha hecho algunas computadoras cuánticas o casi también.

Es la revolución de nuestra vida que es lo que es la computación cuántica que nos permitirá resolver problemas a través de la fuerza bruta y simular cualquier cosa compleja y obtener resultados de plegamiento de proteínas, por ejemplo, podríamos entender muy rápidamente, etc., lo que nos lleva a curas para cosas que son específicas para un individuo necesita errar todo lo que pueda soñar, supongo que es posible a través de la fuerza bruta.

Aquí esto lo explicará mejor que yo para ti:

La teoría cuántica es la rama de la física que se ocupa del mundo de los átomos y las partículas más pequeñas dentro de ellos. Se podría pensar que los átomos se comportan de la misma manera que cualquier otra cosa en el mundo, en su propia pequeña forma, pero eso no es cierto: en la escala atómica, las reglas cambian y las leyes “físicas” clásicas que damos por sentado en nuestro día a día mundo ya no se aplica automáticamente.

En lugar de almacenar información como 0s o 1s como lo hacen las computadoras convencionales, una computadora cuántica usa qubits que pueden ser 1 o 0 o ambos al mismo tiempo. Esta “superposición cuántica”, junto con los efectos cuánticos de enredos y túneles cuánticos, permite a las computadoras cuánticas considerar y manipular todas las combinaciones de bits simultáneamente, haciendo que la computación cuántica sea potente y rápida.

Las computadoras cuánticas usan las propiedades de la física cuántica para resolver problemas informáticos. Pueden usar propiedades únicas, como la superposición para el cálculo, que permiten implementaciones más eficientes de ciertos algoritmos. De particular interés son los problemas en los que las computadoras cuánticas superan a los algoritmos clásicos más conocidos (algoritmos que se ejecutan en computadoras digitales). Un ejemplo de tal problema es la factorización, que utiliza una transformación cuántica de Fourier. Si está interesado en aprender más sobre computación cuántica (en particular los detalles técnicos y las aplicaciones), le recomiendo que lea Computación cuántica e información cuántica de Michael Nielsen e Isaac Chuang.

La computación cuántica es básicamente el uso de efectos y eventos de mecánica cuántica en la manipulación de datos (lectura, escritura y realización de operaciones). En general, la computación clásica se basa en bits que toman 0 o 1 como valores y podemos codificar datos solo en estos dos valores, pero en computación cuántica usamos lo que llamamos Qubit y un qubit es la unidad básica para codificar información en una computadora cuántica Puede tomar los valores de 1 0 o ambos simultáneamente usando algunos efectos cuánticos como la superposición y el enredo.

Las computadoras cuánticas teóricamente superan a las computadoras clásicas en una amplia gama de cálculos (BQP). Esto es posible debido a la superposición probabilística de estados que ocurre en el extraño mundo físico de la mecánica cuántica . Esencialmente, en lugar de representar estados discretos de encendido y apagado (1s y 0s), es capaz de representar ambos estados simultáneamente (denotado [math] \ rvert {\ phi} \ rangle = \ alpha \ rvert0 \ rangle + \ beta \ rvert1 \ rangle [/ matemáticas]). Este análogo a un poco en una computadora clásica, se llama Qubit.

Antes de hacer eso, primero revise su política y revise los documentos sobre admisiones y estudiantes con enfermedades. Obtenga el consejo de un consejero y primero el de su equipo médico. No creo que sea necesario, pero puede ser un requisito de ingreso o parte de las leyes bi del instituto al que se está uniendo.

No siempre es necesario revelar esto sobre usted.

La computación cuántica es el último avance tecnológico en ciencias de la computación. Las computadoras actuales utilizan un sistema de información binaria para realizar un seguimiento y procesar la información. Mientras que los sistemas binarios solo pueden estar en un estado a la vez, encendidos o apagados, las computadoras cuánticas pueden estar encendidas y apagadas al mismo tiempo .

Sugiero hacer su propia investigación sobre el tema, hay un montón de excelentes fuentes en línea. Cuando comencé a aprender sobre la teoría cuántica, me pareció una mierda, pero bueno, si es revisado por pares, no tengo motivos para dudarlo.

Además, ¿alguien más escuchó que usaron enredos para teletransportar un átomo? No quiero hacerme ilusiones, pero en serio, ¿qué tan genial es eso?

Hazme entender: los científicos dicen que la teletransportación humana es ‘posible’

La computación cuántica ocurre cuando el procesador de una computadora puede funcionar en más estados que solo encendido y apagado. Si un bit es 1 o 0, entonces un qubit (la forma más baja de datos en la computación cuántica) usa un 0, un 1 y un 2. Se reduce al aumento de potencia exponencial entre una computadora cuántica y una computadora normal. Esa es la explicación más simple de la computación cuántica.

Discutido en ¿Qué es una computadora cuántica?

¡Por favor no, nadie lo entenderá! Tómelo de alguien que aconseja esto a decenas de personas. Si puedes, tómate un año de descanso del instituto, pero no lo dejes, te arrepentirás toda tu vida.

La computación cuántica es la computación que utiliza fenómenos mecánicos cuánticos , como la superposición y el enredo. Una computadora cuántica es un dispositivo que realiza computación cuántica . Son diferentes de las computadoras electrónicas digitales binarias basadas en transistores.