Computación Cuántica <ul><li>Arquitecturas Avanzadas de Computadores </li></ul>Joaquín D. García Pérez
Objetivos <ul><li>Ideas básicas sobre computación cuántica </li></ul><ul><li>Historia </li></ul><ul><li>Aplicaciones </li>...
Tipos Computación <ul><li>Computación clásica – Ley de Moore </li></ul><ul><li>Computación molecular (nanotecnología) </li...
Qubit <ul><li>Análogo al bit en la computación clásica </li></ul><ul><li>Con N qubits almacenamos 2^n números </li></ul><u...
Superposición <ul><li>Posibilidad de valer 0 y 1 simultáneamente </li></ul><ul><li>Coeficientes numéricos que representan ...
Aplicaciones <ul><li>Tres grandes grupos </li></ul><ul><ul><ul><li>Subgrupo escondido (Shor) </li></ul></ul></ul><ul><ul><...
 
Algoritmos <ul><li>Shor (Factorizar números). Tiempo O((log N)^3) y en espacio O(log N). </li></ul><ul><li>Grover (Búsqued...
Shor vs Alg.clásico Núm. Dígitos Alg. Clásico Alg. de Shor 129 1,85 años 45,9 minutos 250 2,1 x 10^6 años 3,4 horas 1000 4...
Historia <ul><li>1981 (Benioff), 1982 (R. Feynman) y 1985 (D. Deutsch) </li></ul><ul><li>1993 – Dan Simon. Ventajas de com...
Lenguajes Programación <ul><li>QCL:  Inspirado en C  - 1998 </li></ul><ul><li>QPL:  Programming – Control clásico y datos ...
Científicos <ul><li>Hipercomputadoras (Más allá de Turing) </li></ul><ul><li>Paul Benioff, Richard Feynman, David Deutsch,...
Técnicas <ul><li>Resonancia nuclear magnética (NMR) </li></ul><ul><li>Iones atrapados </li></ul><ul><li>Puntos cuánticos <...
Conclusiones <ul><li>Fin de la computación clásica </li></ul><ul><li>Dificultades computación cuántica </li></ul><ul><li>Á...
Referencias <ul><li>Eleanor   Rieffel   and   Wolfgang   Polak.   An   introduction   to   quantum   </li></ul><ul><li>com...
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Computacion Cuantica

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Computación cuántica - Un vistazo.
Autor: Joaquin D Garcia Perez

Publicado en: Educación, Tecnología
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Computacion Cuantica

  1. 1. Computación Cuántica <ul><li>Arquitecturas Avanzadas de Computadores </li></ul>Joaquín D. García Pérez
  2. 2. Objetivos <ul><li>Ideas básicas sobre computación cuántica </li></ul><ul><li>Historia </li></ul><ul><li>Aplicaciones </li></ul><ul><li>Conclusiones </li></ul>
  3. 3. Tipos Computación <ul><li>Computación clásica – Ley de Moore </li></ul><ul><li>Computación molecular (nanotecnología) </li></ul><ul><li>Más allá de las leyes física clásica. 2020 fin – almacenamiento 3D algunos años más </li></ul><ul><li>Computación cuántica: Algoritmos </li></ul>
  4. 4. Qubit <ul><li>Análogo al bit en la computación clásica </li></ul><ul><li>Con N qubits almacenamos 2^n números </li></ul><ul><li>Partículas de spin ½ (evitar antisimetría) </li></ul><ul><li>Ket cero y Ket uno </li></ul><ul><li>Nuevas puertas lógicas: Hadamard, Pauli... </li></ul>
  5. 5. Superposición <ul><li>Posibilidad de valer 0 y 1 simultáneamente </li></ul><ul><li>Coeficientes numéricos que representan la probabilidad de cada estado </li></ul><ul><li>Cómputos sobre ambos valores a la vez </li></ul><ul><li>Entrelazado: Teletransportación cuántica. Resultado final. </li></ul>
  6. 6. Aplicaciones <ul><li>Tres grandes grupos </li></ul><ul><ul><ul><li>Subgrupo escondido (Shor) </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Búsqueda y optimización (Grover) </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Algoritmos de caminos aleatorios. Cuadro resumen a continuación </li></ul></ul></ul>
  7. 8. Algoritmos <ul><li>Shor (Factorizar números). Tiempo O((log N)^3) y en espacio O(log N). </li></ul><ul><li>Grover (Búsqueda BD desorganizada y optimización). O(n^1/2) </li></ul><ul><li>Kitaev: Calcular el orden de un grupo </li></ul><ul><li>Watrous: Calcular el orden de grupos solubles o Transformada cuántica Fourier </li></ul>
  8. 9. Shor vs Alg.clásico Núm. Dígitos Alg. Clásico Alg. de Shor 129 1,85 años 45,9 minutos 250 2,1 x 10^6 años 3,4 horas 1000 4,5 x 10^25 años 3,07 días
  9. 10. Historia <ul><li>1981 (Benioff), 1982 (R. Feynman) y 1985 (D. Deutsch) </li></ul><ul><li>1993 – Dan Simon. Ventajas de computador cuántico. Mod Probabilidad </li></ul><ul><li>1993 – Charles Benett. Teletransporte cuántico </li></ul><ul><li>1994 – 95 Peter Shor crea su algoritmo </li></ul><ul><li>1996 – Lov Grover crea su algoritmo. (También corrección de errores) </li></ul><ul><li>1997 – Primeros experimentos cuánticos </li></ul><ul><li>1998 – 99 Primeros Qubits. Algoritmo de búsqueda Grover </li></ul><ul><li>2001 – Algoritmo Shor ejecutado por primera vez. Factorización 15 </li></ul><ul><li>2005 – 2006 Mejoras hasta Qbyte. </li></ul><ul><li>2007 – Dwave. 2 Qbytes. </li></ul><ul><li>2007 – Bus cuántico. NIST. Superconductores </li></ul><ul><li>2008 – Almacenamiento cuántico. Núcleo átomo fósforo </li></ul><ul><li>2009 – Procesador cuántico de estado sólido. Aritmética simple </li></ul>
  10. 11. Lenguajes Programación <ul><li>QCL: Inspirado en C - 1998 </li></ul><ul><li>QPL: Programming – Control clásico y datos cuánticos - 2004 </li></ul><ul><li>QML y QHaskell </li></ul>
  11. 12. Científicos <ul><li>Hipercomputadoras (Más allá de Turing) </li></ul><ul><li>Paul Benioff, Richard Feynman, David Deutsch, Lov Grove, Seith Lloyd, Michio Kaku, etc. </li></ul>
  12. 13. Técnicas <ul><li>Resonancia nuclear magnética (NMR) </li></ul><ul><li>Iones atrapados </li></ul><ul><li>Puntos cuánticos </li></ul><ul><li>Implementación óptica </li></ul><ul><li>Implementación NMR con fase geométrica </li></ul><ul><li>Heteropolímeros </li></ul>
  13. 14. Conclusiones <ul><li>Fin de la computación clásica </li></ul><ul><li>Dificultades computación cuántica </li></ul><ul><li>Ámbito de investigación </li></ul><ul><li>Posibles problemas para criptografía </li></ul>
  14. 15. Referencias <ul><li>Eleanor Rieffel and Wolfgang Polak. An introduction to quantum </li></ul><ul><li>computing for non-physicists. ACM Computing Surveys , </li></ul><ul><li>32(3):300–335, 2000. Preprint: </li></ul><ul><li>http://www.arXiv.org/abs/quant-ph/9809016 </li></ul>Centre for Quantum Computation - Oxford http://www.qubit.org Simuladores http://www.vcpc.univie.ac.at/~ian/hotlist/qc/programming.shtml

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