El documento describe el desarrollo de planes para construir una computadora cuántica modular a gran escala por parte de investigadores de la Universidad de Sussex. Las computadoras cuánticas podrían resolver problemas millones de veces más rápido que las computadoras convencionales usando qubits que pueden estar en dos estados al mismo tiempo. Los investigadores construirán un prototipo a pequeña escala en dos años y luego buscarán socios para construir una a gran escala en aproximadamente diez años, la cual podría ocupar un edificio completo.

1. UNIDAD EDUCATIVA PARTICULAR” LA DOLOROSA”
RED Educativa Diocesana
Pimampiro-Imbabura-Ecuador
AÑO LECTIVO 2017-2018
NOMBRE: Carla Grijalva
Curso: Decimo
Fecha: 28/Noviembre/2017
Tema: COMPUTADORAS ACUANTICAS

2. COMPUTADOR
AS
CUANTICASLa computadora cuántica, el
"santo grial" de la
informática, está a un paso de
ser construida.

3. Las computadoras cuánticas prometen
revolucionar la tecnología informática
empleando la mecánica cuántica para
procesar y resolver problemas millones
de veces más rápido que los
dispositivos actuales. Pero su
complejidad significa que sólo existen
como pequeños prototipos de
laboratorio.
Hasta ahora.
Un grupo internacional de físicos de la
Universidad de Sussex, en Reino Unido,
publicó los primeros planos para la
construcción de una computadora
cuántica modular de gran escala con un
extraordinario poder de procesamiento.
El desarrollo podría conducir a la
elaboración de nuevos medicamentos
cruciales para la vida, ayudar a resolver
insondables problemas científicos y
ahondar en los misterios del universo.

4. NUMEROS
CUANTICOS

5. •Por qué IBM te dejará jugar con su computadora cuántica y qué
puedes hacer con ella
"Hemos producido planos de construcción, un verdadero proyecto para
hacer una computadora cuántica a gran escala", dijo a la BBC Winfired
Hensinger, profesor de al Universidad de Sussex.
El primer paso es la construcción de un dispositivo a pequeña escala,
con toda la tecnología relevante a una computadora cuántica, que se
llevará a cabo en la universidad dentro de dos años, explicó Hensinger.
Luego buscarán socios comerciales para armar una computadora cuántica
a gran escala, lo que tomará por lo menos unos diez años por su costo y
gran tamaño.
"Va a ser inmensa, posiblemente ocupará todo un edificio", reveló el físico.
"Construir una computadora cuántica es algo muy difícil pues está en la
frontera de la tecnología pero podemos decir que tenemos un plan de
construcción realista".

6. ¿Cómo
funciona?
El sistema hace uso de la mecánica cuántica. Es un concepto de la física que
establece que las cosas pueden estar en dos lugares al mismo tiempo.
"Es algo que no se ve con frecuencia pero en el laboratorio podemos hacer que
un átomo esté de dos lugares diferentes al mismo tiempo", explicó Hensinger.
En una computadora "clásica" la unidad de información se llama "bit", que puede
tener el valor de 1 o 0. Su equivalente cuántico opera con "qubits" o bits
cuánticos, lo que quiere decir que pueden tener toda la combinación de valores:
0 0, 0 1, 1 0 y 1 1 al mismo tiempo.
Este fenómeno abre el camino para hacer cálculos múltiples
simultáneamente. En lugar de hacer un cálculo de progresión lógica, como en
una computadora binaria estándar -donde las respuestas son sí o no, o

7. EL NÚCLEO DE UN PROTOTIPO DE
COMPUTADORA CUÁNTICA CON IONES
ATRAPADOS.

8. •¿Pueden las computadoras cuánticas llevarnos al oscurantismo
digital?
Los qubits necesitan ser sincronizados utilizando un efecto cuántico
conocido como enredo o entrelazamiento cuántico. Algo que Albert
Einstein llamó "acción miedosa a la distancia".
Sin embargo, los científicos han tenido problemas construyendo
dispositivos de más de 10 o 15 qubits. Las máquinas sufren de un tipo de
falla llamada "decoherencia", donde los qubits pierden su ambigüedad y se
convierten en unidades sencillas de 1 y 0, un obstáculo técnico en la
construcción práctica de las computadoras cuánticas.

10. "Si uno se remonta a la
época de las primeras
computadoras, estas
empezaron con decenas de
bits. Ese es el estado en que
se encuentra el campo de
computación cuántica
ahora", dice Winfried
Hensinger.
"Para algunas de las
aplicaciones más
emocionantes, como la
invención de nuevos
medicamentos o el
entendimiento de la misma
estructura de la realidad, el
entendimiento del universo,
el diseño de nuevos
materiales, en lugar de 10 o
15 bits cuánticos, necesito
muchos más, tal vez hasta
10 mil millones de bits
cuánticos"".
El punto de partida de los
investigadores fue ¿cómo
construir una computadora
cuántica a gran escala
utilizando la tecnología
existente.
Su respuesta fue basarse en
una variedad de métodos de
ciencia aplicada para
ensamblar el plano para una
computadora cuántica
"universal", una que
pudiera abordar un
elaborado surtido de
problemas complejos.

11. El plano utiliza átomos cargados, o iones, que son
capturados para funcionar como qubits. Este método
permite a la computadora operar a temperatura
ambiental, contrario al modelo de superconductores, que
requiere que todo el sistema se refrigere a muy bajas
temperaturas.
Las compuertas lógicas son la base de los circuitos que
se utilizan para realizar la computaciones en esta
computadora cuántica.
Una manera de lograrlo es con láseres, lo que implicaría
alinear un rayo láser individual sobre cada ión, una
perspectiva extremadamente difícil cuando se trata de
una gran número de qubits.

13. El próximo paso es la construcción de un
prototipo de computadora cuántica basada
en este diseño, en la Universidad de Sussex.
"En el lapso de dos años pensamos que
tendremos completo el prototipo que
incorpore toda la tecnología que afirmamos
en los planos", aseguró Hensinger.
"Esto ya no es un estudio académico, de
veras tiene toda la ingeniería requerida para
construir este tipo de dispositivo".
El dispositivo costará entre US$1,5 y US$2,5
millones para construir. Pero el profesor
Hensinger estima que una máquina práctica
para el mundo real costará decenas de
millones y tomará mucho más tiempo en
terminar.
Sin embargo, auguró: "La vida cambiará
completamente. Podremos hacer ciertas
cosas que ni siquiera habíamos soñado".

14. LA
TEORÍA CUÁNTICA,
UNA APROXIMACIÓN
AL UNIVERSO
PROBABLE.

15. La Teoría Cuántica es uno de los pilares fundamentales de la Física actual. Recoge un
conjunto de nuevas ideas introducidas a lo largo del primer tercio del siglo XX para
dar explicación a procesos cuya comprensión se hallaba en conflicto con las
concepciones físicas vigentes. Su marco de aplicación se limita, casi exclusivamente,
a los niveles atómico, subatómico y nuclear, donde resulta totalmente
imprescindible.

16. Pero también lo es en otros ámbitos, como la
electrónica, en la física de nuevos materiales,
en la física de altas energías, en el diseño de
instrumentación médica, en la criptografía y
la computación cuánticas, y en la Cosmología
teórica del Universo temprano. La Teoría
Cuántica es una teoría netamente
probabilista: describe la probabilidad de que
un suceso dado acontezca en un momento
determinado, sin especificar cuándo ocurrirá.
A diferencia de lo que ocurre en la Física
Clásica, en la Teoría Cuántica la probabilidad
posee un valor objetivo esencial, y no se halla
supeditada al estado de conocimiento del
sujeto, sino que, en cierto modo, lo
determina. Por Mario Toboso.

17. 1900. “Hipótesis cuántica de Planck” (Premio Nobel de Física, 1918). Carácter
corpuscular de la radiación.
1905. Einstein (Premio Nobel de Física, 1921) explica el “efecto fotoeléctrico”
aplicando la hipótesis de Planck.
1911. Experimentos de Rutherford, que establecen el modelo planetario átomo,
con núcleo (protones) y órbitas externas (electrones).
1913. Modelo atómico de Niels Bohr (Premio Nobel de Física, 1922). Tiene en
cuenta los resultados de Rutherford, pero añade además la hipótesis cuántica
de Planck. Una característica esencial del modelo de Bohr es que los
electrones pueden ocupar sólo un conjunto discontinuo de órbitas y niveles de
energía.
1923. Arthrur Comptom (Premio Nobel de Física, 1927) presenta una nueva
verificación de la hipótesis de Planck, a través de la explicación del efecto que
lleva su nombre.
CRONOLOGÍA DE LA TEORÍA CUÁNTICA

18. 1924. Hipótesis de De Broglie (Premio Nobel de Física, 1929). Asocia a cada
partícula material una onda, de manera complementaria a cómo la hipótesis de
Planck dota de propiedades corpusculares a la radiación.
1925. Werner Heisenberg (Premio Nobel de Física, 1932) plantea un formalismo
matemático que permite calcular las magnitudes experimentales asociadas a los
estados cuánticos.
1926. Erwin Schrödinger (Premio Nobel de Física, 1933) plantea la ecuación
ondulatoria cuyas soluciones son las ondas postuladas teóricamente por De
Broglie en 1924.
1927. V Congreso Solvay de Física, dedicado al tema “Electrones y fotones”. En
él se produce el debate entre Einstein y Bohr, como defensores de posturas
antagónicas, sobre los problemas interpretativos que plantea la Teoría Cuántica.
1928. Experimentos de difracción de partículas (electrones) que confirman la
hipótesis de de Broglie, referente a las propiedades ondulatorias asociadas a las
partículas. El fenómeno de difracción es propio de las ondas.
1932. Aparición del trabajo de fundamentación de la Teoría Cuántica elaborado
por el matemático Jon von Neumann.

19. •Las computadoras actuales utilizan
micro procesadores, pero estos tienen
un límite y llegarán a un punto en el
que no podrán hacerse más pequeños
sin que pierdan información.
•En la computación tradicional un bit
sólo puede tener uno de dos valores
(0 o 1).
•Pero en la computación cuántica
cada bit puede ser 0 y 1 a la vez, lo
cual aumenta su capacidad de
procesamiento.
•Además puede superponer un bit
sobre otro (quabits), lo que aumenta
aún más las operaciones que puede
realizar.
•Sin embargo, hasta ahora dichos
quabits son frágiles y suelen ser
erráticos si comienzan a interactuar
entre sí.
•La presentación en Dallas mostró que
es posible detener esta interacción, lo
que haría estable a la computación
cuántica.
•En el futuro esta tecnología podría
reemplazar a la computación
tradicional.
CARACTERÍSTIC
AS

20. SUPERPOSICIONES
A diferencia de los números uno y cero que utiliza alternativamente
la computación digital, las computadoras cuánticas emplean lo que
se conoce como superposiciones. Éstas son estados de la materia
que pueden ser tanto números cero como números uno al mismo
tiempo.
Eso significa que una de las ventajas de la computadora cuántica es
que es capaz de realizar cálculos en todas sus superposiciones al
mismo tiempo. Un qubit no es muy diferente del bit de un ordenador
digital, pero si se usan varios la potencia de los qubits supera por
mucho a los bits tradicionales.
Se cree que una vez que las computadoras cuánticas logren alojar
100 quabits, su uso será extremadamente competitivo. Por eso el
anuncio de que se lograrán acumular diez este año es significativo.