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COMPUTACION
  CUANTICA

   VIVIANA MONTERO 7mo ADMINISTRACION
   La computación cuántica descansa en la
    física cuántica sacando partido de algunas
    propiedades físicas de los átomos o de los
    núcleos que permiten trabajar conjuntamente
    con bits cuánticos (en el procesador y en la
    memoria del ordenador.
   Una misma tarea puede tener diferente
    complejidad en computación clásica y en
    computación cuántica, lo que ha dado lugar
    a una gran expectación, ya que algunos
    problemas intratables pasan a ser tratables
   A medida que evoluciona la tecnología,
    caben más transistores en el mismo espacio;
    así se fabrican microchips cada vez más
    pequeños, y es que, cuanto más pequeño es,
    mayor velocidad de proceso alcanza el chip.
   Sin embargo, no podemos hacer los chips
    infinitamente pequeños.
   Hay un límite en el cual dejan de funcionar
    correctamente. Cuando se llega a la escala
    de nanómetros, los electrones se escapan de
    los canales por donde deben circular. A esto
    se le llama efecto túnel.
   Uno de los obstáculos principales es la
    decoherencia cuántica, que causa la
    pérdida      del  carácter    unitario   (la
    reversibilidad) de los pasos del algoritmo
    cuántico.
   Otro de los problemas principales es la
    escalabilidad, especialmente teniendo en
    cuenta el considerable incremento en
    qubits necesarios para cualquier cálculo
    que implica la corrección de errores.
   Si la tasa de error es lo bastante baja, es
    posible usar eficazmente la corrección de
    errores cuántica
   Aún no se ha resuelto el problema de qué
    hardware sería el ideal para la
    computación cuántica. Se ha definido
    una serie de condiciones que debe
    cumplir, conocida como la lista de Di
    Vincenzo, y hay varios candidatos
    actualmente
   El sistema ha de poder inicializarse, esto es, llevarse a
    un estado de partida conocido y controlado.

   Ha de ser posible hacer manipulaciones a los qubits de
    forma controlada, con un conjunto de operaciones
    que forme un conjunto universal de puertas.

   El sistema ha de mantener su coherencia cuántica a lo
    largo del experimento.

   Ha de poder leerse el estado final del sistema, tras el
    cálculo.

   El sistema ha de ser escalable: tiene que haber una
    forma definida de aumentar el número de qubits, para
    tratar con problemas de mayor coste computacional.
   Algoritmos cuánticos

Los algoritmos cuánticos se basan en un
margen      de     error conocido en   las
operaciones de base y trabajan reduciendo
el     margen       de   error  a  niveles
exponencialmente pequeños, comparables
al nivel de error de
  Algoritmo de Shor
Es un algoritmo cuántico para descomponer en
factores un número en tiempo y espacio.

  Algoritmo de Grover
ES un algoritmo cuántico para la búsqueda en
una secuencia no ordenada de datos con
componentes en un tiempo y con una
necesidad adicional de espacio de
almacenamiento.

  Algoritmo de Deutsch-Jozsa
Fue uno de los primeros algoritmos diseñados
para ejecutar sobre un computador cuántico y
que tiene el potencial de ser más eficiente que
los algoritmos clásicos.
   Problemas propuestos
   Se ha sugerido el uso de la computación
    cuántica como alternativa superior a la
    computación clásica para varios problemas,
    entre ellos:

   Factorización de números enteros

   Logaritmo discreto

  Simulación de sistemas cuánticos:
Richard Feynman conjeturó en 1982 que los
ordenadores cuánticos serían eficaces como
simuladores universales de sistemas cuánticos, y
en 1996 se demostró que la conjetura era
correcta
   El conocimiento cada vez mejor de los
    sistemas cuánticos produce cada vez más
    beneficios, haciendo que poco a poco
    veamos más cercano el momento en que
    podamos crear computadores cuánticos al
    mismo ritmo que los convencionales.
   Existen diversas propuestas para ello, aunque
    la mayoría sólo son teorías sin evidencia
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  • 1. COMPUTACION CUANTICA VIVIANA MONTERO 7mo ADMINISTRACION
  • 2. La computación cuántica descansa en la física cuántica sacando partido de algunas propiedades físicas de los átomos o de los núcleos que permiten trabajar conjuntamente con bits cuánticos (en el procesador y en la memoria del ordenador.  Una misma tarea puede tener diferente complejidad en computación clásica y en computación cuántica, lo que ha dado lugar a una gran expectación, ya que algunos problemas intratables pasan a ser tratables
  • 3. A medida que evoluciona la tecnología, caben más transistores en el mismo espacio; así se fabrican microchips cada vez más pequeños, y es que, cuanto más pequeño es, mayor velocidad de proceso alcanza el chip.  Sin embargo, no podemos hacer los chips infinitamente pequeños.  Hay un límite en el cual dejan de funcionar correctamente. Cuando se llega a la escala de nanómetros, los electrones se escapan de los canales por donde deben circular. A esto se le llama efecto túnel.
  • 4. Uno de los obstáculos principales es la decoherencia cuántica, que causa la pérdida del carácter unitario (la reversibilidad) de los pasos del algoritmo cuántico.  Otro de los problemas principales es la escalabilidad, especialmente teniendo en cuenta el considerable incremento en qubits necesarios para cualquier cálculo que implica la corrección de errores.  Si la tasa de error es lo bastante baja, es posible usar eficazmente la corrección de errores cuántica
  • 5. Aún no se ha resuelto el problema de qué hardware sería el ideal para la computación cuántica. Se ha definido una serie de condiciones que debe cumplir, conocida como la lista de Di Vincenzo, y hay varios candidatos actualmente
  • 6. El sistema ha de poder inicializarse, esto es, llevarse a un estado de partida conocido y controlado.  Ha de ser posible hacer manipulaciones a los qubits de forma controlada, con un conjunto de operaciones que forme un conjunto universal de puertas.  El sistema ha de mantener su coherencia cuántica a lo largo del experimento.  Ha de poder leerse el estado final del sistema, tras el cálculo.  El sistema ha de ser escalable: tiene que haber una forma definida de aumentar el número de qubits, para tratar con problemas de mayor coste computacional.
  • 7. Algoritmos cuánticos Los algoritmos cuánticos se basan en un margen de error conocido en las operaciones de base y trabajan reduciendo el margen de error a niveles exponencialmente pequeños, comparables al nivel de error de
  • 8.  Algoritmo de Shor Es un algoritmo cuántico para descomponer en factores un número en tiempo y espacio.  Algoritmo de Grover ES un algoritmo cuántico para la búsqueda en una secuencia no ordenada de datos con componentes en un tiempo y con una necesidad adicional de espacio de almacenamiento.  Algoritmo de Deutsch-Jozsa Fue uno de los primeros algoritmos diseñados para ejecutar sobre un computador cuántico y que tiene el potencial de ser más eficiente que los algoritmos clásicos.
  • 9. Problemas propuestos  Se ha sugerido el uso de la computación cuántica como alternativa superior a la computación clásica para varios problemas, entre ellos:  Factorización de números enteros  Logaritmo discreto  Simulación de sistemas cuánticos: Richard Feynman conjeturó en 1982 que los ordenadores cuánticos serían eficaces como simuladores universales de sistemas cuánticos, y en 1996 se demostró que la conjetura era correcta
  • 10. El conocimiento cada vez mejor de los sistemas cuánticos produce cada vez más beneficios, haciendo que poco a poco veamos más cercano el momento en que podamos crear computadores cuánticos al mismo ritmo que los convencionales.  Existen diversas propuestas para ello, aunque la mayoría sólo son teorías sin evidencia experimental.  Una propuesta que cuenta ya con el respaldo de la experiencia es la de un conjunto de iones atrapados en una trampa electromagnética.