Los primeros conceptos de computación cuántica surgieron en las décadas de 1970 y 1980, aunque en ese entonces muchos científicos dudaban de su viabilidad. En la década de 1990 se desarrollaron importantes algoritmos cuánticos como el de Shor para la factorización de números. El primer computador cuántico experimental de un qubit se construyó en 1998. Aunque todavía existen desafíos técnicos, la computación cuántica tiene el potencial de resolver problemas complejos en áreas como la química, medicamentos, fin

1. Mauricio López
COMPUTACIÓN CUÁNTICA

2. RESEÑA HISTÓRICA
Teóricos tales como Richard Feynmann, Paul Benioff propusieron por
primera vez el concepto de las computadoras cuánticas en las
décadas de 1970 y 1980, muchos científicos dudaron que alguna vez
ese tipo de computadora pudiera resultar práctica.
Richard Feynmann
1994 Peter Shor
Algoritmo cuántico
Factorizar números
grandes mas rápido que las
PC normales
En 1998 IBM
Chuang
Demostró primera computadora
cuántica de 1 qubit en la
Universidad de California
IBM división de
investigación
Contribuciones
teóricas informática
cuántica
Pioneros en
criptografía
cuántica
Comunicaciones
cuánticas
Metodologías
corrección de errores
Fue con un ordenador RMN (resonancia magnética nuclear) con el que se ejecutó por
primera vez en 2001 el algoritmo cuántico de Shor para factorizar números.
se basa en medir los estados de spin de ciertos átomos en una molécula.

3. La computación cuántica nace de la necesidad de combinar las propiedades
de la física cuántica y las ciencias computacionales
Avance tecnológico
Integración de
dispositivos
electrónicos
Reducción de
tamaño
Escala
manométrica
Mayor
velocidad de
proceso de un
chip
Limite de
funcionamiento
RESEÑA HISTÓRICA

4. Elementos de la computación cuántica
• El elemento básico de la computación cuántica es el bit cuántico o qubit
(quantum bit por sus siglas en inglés)
Computación
clásica
Computación
cuántica
Niveles digitales
0 ó 1
bits
Súper posición
coherente
0 y 1
qubits
Estados ortogonales de una
partícula sub atómica
PC Cuántico 30 Qubits
1 procesador de
10 Teraflops
Millones de millones de
operaciones flotantes por 1
segundo
3 qubits pueden
representar
000, 001, 010, 011,
100, 101, 110, 111
8 estados al mismo
tiempo

5. Mecánica cuántica
• Estudio del comportamiento de las partículas sub atómicas
• Principio de incertidumbre Heisemberg:
– Un sistema se perturba al quererlo medir, entonces no se puede conocer
el valor de todas las magnitudes físicas que describen en movimiento de
una partícula PROBABILIDAD.
• Súper posición de estados: (paradoja de Schrödinger):
– Existencia de un electrón en todos sus posibles estados
simultáneamente.
– Cuando se mide resulta que se perturba lo que arroja una posible
configuración.
Paralelismo cuántico
Súper posición de estados

6. Entrelazamiento cuántico
• Se dice que las partículas tienen conexión entre si (acción a distancia), si
se afecta una se tendrá un efecto físico directo instantáneo en la otra
independiente de la distancia (tele transporte cuántico).
• Ejemplo: La dirección de un Spin de una particula es observable al realizar
una medida.
– Existe una probabilidad del 50% que el spin este hacia arriba o hacia abajo.
– Los resultados varían si se hace esto sobre partículas entrelazadas, corresponden a Spin
correlacionado, y spin anti-correlacionado.
Spin se asocia con el movimiento de
rotación de una partícula alrededor de
un eje

7. Computadores cuánticos
• En el 2009 nace el primer procesador cuántico de estado
solido.
• En 2012 un chip cuántico lo suficientemente estable por IBM.
• 2013 computadora cuántica mas rápida que un PC normal, D-
Wave.
– Poder de calculo de 439 Qubits.
– 4000 veces superior a intel Xenon E5 2690 a 2.9 Ghz
Están los circuitos superconductores, por ejemplo. Estos se basan en
pequeños circuitos enfriados hasta temperaturas muy bajas (-273 ºC)
para que las propiedades se ‘cuantizen’. Es decir, imagina por ejemplo, que
puede circular por el circuito a muy bajas temperaturas 1V o 2V, pero no
1.5V. Esto permite saber a la máquina muy claramente qué es el 0 y qué es
el 1".
IBM tiene un ordenador cuántico de 16 de estos circuitos superconductores
que cualquiera puede controlar desde casa a través de la web.
https://www.research.ibm.com/ibm-q/

8. Problemas actuales
• Sin embargo, usarla no es tan fácil. Los átomos y partículas tienen sus normas, y si
no nos atenemos a ellas no podemos controlarlos. Por ejemplo, no se puede ni
siquiera mirar mientras el ordenador computa. Por extraño que te pueda parecer,
otra de las leyes que rigen en el mundo cuántico es que las superposiciones no
pueden ser observadas o se destruyen.
• Sin embargo, usarla no es tan fácil. Los átomos y partículas tienen sus normas, y si
no nos atenemos a ellas no podemos controlarlos. Por ejemplo, no se puede ni
siquiera mirar mientras el ordenador computa. Por extraño que te pueda parecer,
otra de las leyes que rigen en el mundo cuántico es que las superposiciones no
pueden ser observadas o se destruyen.

9. Aplicaciones
• Una de las primeras y más prometedoras áreas de aplicación será la
química. En una simple molécula de cafeína, el número de estados
cuánticos en las moléculas crece sorprendentemente rápido, tan
rápido que ni toda la memoria de computación convencional que
los científicos pudieran construir podría contenerlo.
• Otras futuras aplicaciones podrían ser, por ejemplo: medicamentos
y materiales (complejas interacciones moleculares y químicas
podría llevar al descubrimiento de nuevas medicinas), logística y
cadena de suministro (cálculo de trayectorias óptimas a lo largo de
sistemas globales), servicios financieros (modelizaciones de datos
financieros e inversiones a escala global), inteligencia artificial
(aprendizaje automático cuando el flujo de datos es grandísimo),
seguridad (romper la criptografía, el algoritmo de Shor, por
ejemplo, podría hacerlo).

10. Bibliografía
• https://cecytemvalledechalcosolidaridad.weebly.com/historia-de-
la-computacion-cuantica.html
• https://www.xataka.com/investigacion/la-computacion-cuantica-
en-la-practica-los-retos-a-superar-para-convertir-teoria-en-realidad
• https://es.gizmodo.com/como-funciona-la-computacion-cuantica-
explicado-de-man-1796976460
• https://www.genbeta.com/herramientas/computacion-cuantica-
asi-funciona-lo-que-probablemente-sea-el-futuro-de-la-tecnologia
• http://codigooculto.com/2017/08/el-entrelazamiento-cuantico-o-
efecto-de-dios-el-pegamento-entre-el-espiritu-y-la-materia/
• http://www.lavanguardia.com/tecnologia/20170521/42276411439
2/computacion-cuantica-ordenadores-qubits.html
• https://www.youtube.com/watch?v=OVwAebf5Ww0&t=1s