language agnostic - ¿Alguien sabe lo que es "Quantum Computing"?
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El otro factor donde se utiliza la palabra "cuántica" se refiere a un "par enredado". Esencialmente, si puedes crear un par de partículas entrelazadas que tengan un "giro" físico, la física cuántica dicta que el giro en cada electrón siempre será opuesto.
Si pudiera crear un par entrelazado y luego separarlos, podría usar el dispositivo para transmitir datos sin intercepción, cambiando el giro en una de las partículas. Luego puede crear una señal modulada por la información de la partícula que es teóricamente irrompible, ya que no puede saber qué espín se produjo en las partículas en un momento dado al interceptar la información entre los dos puntos de señal.
Una gran cantidad de organizaciones muy interesadas están investigando esta técnica para comunicaciones seguras.
En física, es la capacidad de las partículas para existir en estados dinámicos múltiples / paralelos en un punto particular en el tiempo. En computación, ¿sería la capacidad de un bit de datos igual a 1 o 0 al mismo tiempo, un tercer valor como NULL [desconocido] o varios valores? .. ¿Cómo se puede aplicar esta tecnología a: procesadores de computadora, programación, seguridad? , etc ... ¿Alguien ha desarrollado una computadora cuántica práctica o ha desarrollado un lenguaje de programación cuántico donde, por ejemplo, el código del programa cambia dinámicamente o es autónomo?
Hay una serie de aplicaciones de computación cuántica.
Uno enorme es la capacidad de resolver problemas de NP-difícil en tiempo P, usando la indeterminación de qubits para forzar esencialmente el problema en paralelo. (La oración tachada es falsa. Las computadoras cuánticas no funcionan mediante el uso de soluciones brutas en paralelo, y se cree que no pueden resolver problemas de NP-completa en tiempo polinomial. Consulte, por ejemplo, here ).
He investigado en computación cuántica, y esto es lo que espero sea una respuesta informada.
A menudo se dice que los qubits tal como los ves en una computadora cuántica pueden existir en una "superposición" de 0 y 1. Esto es cierto, pero de una manera más sutil de lo que podrías adivinar. Incluso con una computadora clásica con aleatoriedad, un bit puede existir en una superposición de 0 y 1, en el sentido de que es 0 con alguna probabilidad y 1 con alguna probabilidad. Al igual que cuando arrojas un dado y no miras el resultado, o recibes un correo electrónico que aún no has leído, puedes ver su estado como una superposición de posibilidades. Ahora, esto puede sonar a flim-flam, pero el hecho es que este tipo de superposición es un tipo de paralelismo y que los algoritmos que lo utilizan pueden ser más rápidos que otros algoritmos. Se denomina cálculo aleatorio y, en lugar de superposición, puede decir que el bit está en un estado probabilístico.
La diferencia entre eso y un qubit es que un qubit puede tener un conjunto grueso de posibles superposiciones con más propiedades. El conjunto de estados probabilísticos de un bit ordinario es un segmento de línea, porque todo lo que existe es una probabilidad de 0 o 1. El conjunto de estados de un qubit es una bola redonda tridimensional. Ahora, las cadenas de bits probabilísticas son más complicadas y más interesantes que los bits probabilísticos individuales, y lo mismo ocurre con las cadenas de qubits. Si puede hacer preguntas como esta, en realidad algunas tareas de cómputo no serían más fáciles que antes, al igual que los algoritmos aleatorios no ayudan con todos los problemas. Pero algunos problemas computacionales, por ejemplo los números de factorización, tienen nuevos algoritmos cuánticos que son mucho más rápidos que cualquier algoritmo clásico conocido. No se trata de la velocidad del reloj ni de la ley de Moore, porque los primeros qubits útiles podrían ser bastante lentos y caros. Es solo una especie de cómputo paralelo, así como un algoritmo que hace elecciones aleatorias es solo en sentido débil, haciendo todas las elecciones en paralelo. Pero es "algoritmos aleatorios sobre esteroides"; Ese es mi resumen favorito para los forasteros.
Ahora las malas noticias. Para que una broca clásica esté en una superposición, es una elección aleatoria que es secreta para ti. Una vez que miras una moneda volteada, la moneda se "colapsa" en las cabezas o en las colas. La diferencia entre eso y un qubit es que para que un qubit funcione como tal, su estado tiene que ser secreto para el resto del universo físico, no solo para usted. Tiene que ser secreto de las briznas de aire, de los átomos cercanos, etc. Por otra parte, para que los qubits sean útiles para una computadora cuántica, tiene que haber una manera de manipularlos manteniendo su estado en secreto. De lo contrario, se destruye su aleatoriedad cuántica o coherencia cuántica. Hacer qubits en absoluto no es fácil, pero se hace de manera rutinaria. Es increíblemente difícil hacer los qubits que puedes manipular con puertas cuánticas, sin revelar lo que hay en ellos al entorno físico.
La gente no sabe cómo hacerlo, excepto en demostraciones de juguetes muy limitadas. Pero si pudieran hacerlo lo suficientemente bien como para hacer computadoras cuánticas, entonces algunos problemas informáticos difíciles serían mucho más fáciles para estas computadoras. Otros no serían más fáciles en absoluto, y se desconoce mucho sobre cuáles pueden acelerarse y en qué medida. Definitivamente tendría varios efectos sobre la criptografía; rompería las formas ampliamente utilizadas de la criptografía de clave pública. Pero se han propuesto otros tipos de criptografía de clave pública que podrían estar bien. Además, la computación cuántica está relacionada con la técnica de distribución de claves cuánticas, que se ve muy segura, y la criptografía de clave secreta seguramente sería bastante segura.
Sí, existe un cifrado cuántico, por el cual, si alguien intenta espiar su comunicación, destruye el flujo de datos de tal manera que ni ellos ni usted pueden leerlo.
Sin embargo, el poder real de la computación cuántica reside en que un qubit puede tener una superposición de 0 y 1. Gran cosa. Sin embargo, si tiene, digamos, ocho qubits, ahora puede representar una superposición de todos los enteros de 0 a 255. Esto le permite hacer algunas cosas bastante interesantes en tiempo polinomial en lugar de exponencial. Factorización de grandes números (IE, ruptura RSA, etc.) es uno de ellos.
Solo una actualización de la base de la industria de computación cuántica en la respuesta de Greg Kuperberg:
El sistema D-Wave 2 está usando recocido cuántico.
Los estados cuánticos de superposición colapsarán a un estado único cuando se produzca una observation . La tecnología actual de recocido cuántico es aplicar una fuerza física a 2 bits cuánticos, la fuerza agrega restricciones a los qubits, de modo que cuando ocurre la observación, el qubit tendrá mayor probabilidad de colapsar a un resultado que estamos dispuestos a ver.
Referencia:
Superviso los artículos recientes no revisados por pares sobre el tema, esto es lo que extrapolamos de lo que he leído. Un qubit, además de lo dicho anteriormente. es decir, que pueden mantener valores en superposición, también pueden contener múltiples bits, por ejemplo, girar hacia arriba / + girar hacia abajo / + girar - / vertical, necesito abreviar + H, -H, + V, -V Izquierda +, LH, LV tampoco todas las combinaciones son válidas y hay valores adicionales que se pueden colocar en el tipo de qubit que se utiliza de forma similar a los fotones de ram vs rom, etc., con una longitud de onda, un electrón con una carga, un fotón con una carga, un fotón con una Giro, se le ocurre la idea, algunas combinaciones no son válidas y otras requieren algoritmos adicionales para pasar el argumento a la siguiente variable (ubicación donde se almacenan los datos) o qubit (ubicación de la superposición de valores a devolver, si simplemente debido a que el uso de cables está limitado por necesidad debido al tamaño y al espacio. Uno de los mayores desafíos es controlar o eliminar la decoherencia (cuántica) Q. Esto generalmente implica aislar el sistema de su entorno, ya que las interacciones con el mundo externo hacen que el sistema decohere. noviembre 2011 investigadores factorizaron 143 utilizando 4 qubits. ese mismo año, D-Wave Systems anunció el primer recocido cuántico comercial en el mercado con el nombre D-Wave One. La compañía afirma que este sistema utiliza un chipset de procesador de 128 qubits. En mayo de 2013, Google Inc. anunció que estaba lanzando el Q. AI. Laboratorio, con la esperanza de impulsar la inteligencia artificial. Realmente espero que no haya perdido el tiempo con cosas que ya sabían. Si aprendiste algo por favor arriba. Como todavía no puedo hacer comentarios, realmente depende del tipo de qubit con el que esté trabajando para conocer el número de estados, por ejemplo, el bit Q. de silicio de UNSW "frente a una valencia de neutrones de diamante o un fósforo de SSR RMN - silicio frente a líquido RMN de la misma.