Computadora cuántica

Una computadora cuántica es una máquina, todavía hipotética, que realiza cálculos basados ​​en el comportamiento de partículas a nivel subatómico. Una computadora así será, si alguna vez se desarrolla, capaz de ejecutar muchos más millones de instrucciones por segundo (MIPS) que cualquier computadora anterior. Un avance tan exponencial en la capacidad de procesamiento se debería al hecho de que las unidades de datos en una computadora cuántica, a diferencia de las de una computadora binaria, pueden existir en más de un estado a la vez. En cierto sentido, la máquina "piensa" varios "pensamientos" simultáneamente, siendo cada "pensamiento" independiente de los demás, aunque todos surgen del mismo conjunto de partículas.

Los ingenieros han acuñado el término qubit (pronunciado KYEW-bit) para denotar la unidad de datos fundamental en una computadora cuántica. Un qubit es esencialmente un bit (dígito binario) que puede tomar varios o muchos valores simultáneamente. La teoría detrás de esto es tan extraña como la teoría de la mecánica cuántica, en la que las partículas individuales parecen existir en múltiples ubicaciones. Una forma de pensar en cómo un qubit puede existir en múltiples estados es imaginarlo con dos o más aspectos o dimensiones, cada uno de los cuales puede ser alto (1 lógico) o bajo (0 lógico). Por tanto, si un qubit tiene dos aspectos, puede tener cuatro estados independientes simultáneos (00, 01, 10 y 11); si tiene tres aspectos, hay ocho estados posibles, binarios 000 a 111, y así sucesivamente.

Las computadoras cuánticas pueden resultar especialmente útiles en las siguientes aplicaciones:

  • Rompiendo cifrados
  • análisis estadístico
  • Factorizar números grandes
  • Resolver problemas en física teórica
  • Resolver problemas de optimización en muchas variables

La principal dificultad que han encontrado los ingenieros de investigación y desarrollo es el hecho de que es extremadamente difícil lograr que las partículas se comporten de la manera adecuada durante un período de tiempo significativo. La más mínima perturbación hará que la máquina deje de funcionar de forma cuántica y vuelva al modo de "pensamiento único" como una computadora convencional. Los campos electromagnéticos perdidos, el movimiento físico o una pequeña descarga eléctrica pueden interrumpir el proceso.