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Computación cuántica





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Elementos de impacto de la C.C. Velocidad de cómputo Criptoanálisis Criptografía Comunicación Generación de números aleatorios * Simulación de procesos cuánticos *

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Ley de Moore En el 2020 será imposible físicamente acumular más transistores en la misma área (usar tres dimensiones nos daría unos años más). Separarlos tendría consecuencias en la velocidad de transmisión entre circuitos.

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Origen de la C.C. La idea fue explorada en los 70’s y 80’s por físicos del Caltech (Feynman), la universidad de Oxford (Deutsch), los laboratorios de Argonne (Benioff) y científicos de IBM (Bennet). Surgió de la necesidad de simular procesos cuánticos en computadoras clásicas y de encontrar tecnologías alternativas para mejorar el cómputo tradicional.

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Características principales Basada en la física moderna (mecánica cuántica) y no en la clásica. Sumamente complicada de implementar por las imperfecciones provocadas por la preparación y contención, interacción con el medio y la medición.

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Antecedentes El átomo de Bohr

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La dualidad de la luz Onda: Difracción, interferencia, polarización

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La dualidad de la luz Partícula: Reflexión, refracción y efecto fotoeléctrico

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Los cuántos de Planck La luz se comporta como onda y paquete, sólo puede ser emitida o recibida en determinadas cantidades muy pequeñas, en paquetes discretos: cuantos.

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Estados energéticos, el gato de Schrodinger y la superposición de estados Un electrón emite o absorbe energía discreta en forma de cuántos al brincar de una órbita a otra de mayor o menor nivel dentro de un espacio de Hilbert bajo la ecuación de Schrodinger. Un electrón puede estar exitado, en estado estable o en ambos al mismo tiempo.

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Bits Vs. qubits Un bit solo representa un 1 o un 0. Un qubit puede representar un 1 o un 0 o ambos al mismo tiempo (en superposición). El valor de un bit está representado por un alto o bajo voltaje. El spin, la suma de los spins en una molécula o la polarización de la luz definen el estado o valor del qubit. Mediante una función de onda, láser o electromagnética se excitan, estabilizan o se superponen los electrones o átomos.

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Mientras mayor sea el número de qubits utilizados, el número de universos posibles para hacer una operación en cada uno también aumenta #universos = 2^L donde L es el número de qubits. qubits

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Fenómenos no locales La paradoja Einstein-Podolsky-Rosen y el teorema de Bell Teletransportación ocomunicación instantánea (Gp:) 0