Quantum computing y la importancia de los qubits

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Las computadoras clásicas realizan operaciones lógicas utilizando la posición definida de un estado físico. Estos suelen ser binarios, lo que significa que sus operaciones se basan en una de dos posiciones. Un solo estado, como encendido o apagado, arriba o abajo, 1 o 0, se denomina bit.

La Quantum Computing -computación cuántica o informática cuántica-​ es un paradigma de computación distinto al de la informática clásica o computación clásica. Se basa en el uso de qubits, una combinación de unos y ceros, en lugar de bits, en los que solo se usa el 1 o el 0, no pueden estar a la vez.

Las computadoras cuánticas podrían estimular el desarrollo de nuevos avances en la ciencia, medicamentos para salvar vidas, métodos de aprendizaje automático para diagnosticar enfermedades antes, materiales para fabricar dispositivos y estructuras más eficientes, estrategias financieras para vivir bien en la jubilación y algoritmos para dirigir rápidamente recursos como ambulancias, aseguran en IBM.

Pero, ¿qué es exactamente la computación cuántica y qué se necesita para lograr estos avances cuánticos? Las computadoras cuánticas universales aprovechan los fenómenos mecánicos cuánticos de superposición y entrelazamiento para crear estados que se escalan exponencialmente con el número de qubits o bits cuánticos.

En la computación cuántica , las operaciones utilizan el estado cuántico de un objeto para producir lo que se conoce como qubit . Estos estados son las propiedades indefinidas de un objeto antes de que se hayan detectado, como el giro de un electrón o la polarización de un fotón.

En lugar de tener una posición clara, los estados cuánticos no medidos ocurren en una ‘superposición’ mixta, similar a una moneda que gira en el aire antes de que caiga en tu mano.

Estas superposiciones pueden enredarse con las de otros objetos, lo que significa que sus resultados finales estarán matemáticamente relacionados, incluso si aún no sabemos cuáles son.

Las matemáticas complejas detrás de estos estados inestables de ‘monedas giratorias’ enredadas se pueden conectar a algoritmos especiales para resolver problemas que llevarían mucho tiempo a una computadora clásica … si alguna vez pudieran calcularlos.

Dichos algoritmos serían útiles para resolver problemas matemáticos complejos, producir códigos de seguridad difíciles de descifrar o predecir interacciones de partículas múltiples en reacciones químicas.

Fundamentos de computación cuántica. Todos los sistemas informáticos se basan en una capacidad fundamental para almacenar y manipular información. Las computadoras actuales manipulan bits individuales , que almacenan información como estados binarios 0 y 1. Las computadoras cuánticas aprovechan los fenómenos de la mecánica cuántica para manipular la información. Para hacer esto, se basan en bits cuánticos o qubits .

Dentro de una computadora cuántica. Hay algunas formas diferentes de crear un qubit. Un método usa la superconductividad para crear y mantener un estado cuántico. Para trabajar con estos qubits superconductores durante largos períodos de tiempo, deben mantenerse muy fríos. Cualquier calor en el sistema puede introducir errores, razón por la cual las computadoras cuánticas funcionan a temperaturas cercanas al cero absoluto, más frías que el vacío del espacio.

Fuente: https://www.sciencealert.com/quantum-computers