Cómputo cuántico
Podemos considerar a la computación cuántica como un campo innovador, que ha tenido un largo camino que recorrer y aún está en vías de desarrollo. La computación cuántica surge como alternativa al paradigma computacional actual, el cual está basado en máquinas de Turing y Von-Neumann. Esta aprovecha propiedades de mecánica cuántica y características de la física. Su principal diferencia radica en que en lugar de almacenar información en bits (cero y uno) podemos almacenar información en qubits.
Qubits o cubits
Un qubit es una unidad de medida equivalente a un bit en la computación clásica, conocemos que los valores de un bit pueden ser uno o cero, sin embargo, un qubit puede ser cero, uno o una superposición de ambos, es decir la coexistencia de ambos valores.
Contexto histórico
Si bien la raíz que dio vida a la computación cuántica fue la mecánica cuántica no fue hasta 1980 en el que se planteó la idea de un computador cuántico, el cual vino de la mente de los físicos Richard Feynmann, Paul Benioff y Charles Bennett.
En 1994 surge el algoritmo cuántico más conocido hoy en día “Shor” llamado así por su creador Peter Shor, podemos atribuir su fama ya que es conocido por ser el algoritmo que es capaz de romper cualquier criptografía, IBM en 2001 comprobó este algoritmo al descomponer el numero 15 en una computadora de 7 qubits.
A finales del siglo XX llego el algoritmo Grover de la mano de Lov Kumar Grover, este algoritmo fue diseñado para la búsqueda en espacios de datos, el cual fue implementado en una maquina real en 2017.
Estos dos algoritmos fueron una pieza clave que incentivo la investigación e inversión en la computación cuántica.
Ventajas
- Puede realizar cálculos más rápidos, a diferencia de las computadoras digitales o las supercomputadoras puede procesar datos 100 veces más rápido.
- Tiene la capacidad para la simulación de escenarios climáticos, logísticos y la diagnosticarían de enfermedades.
- Su uso en la privacidad para lograr algoritmos de criptografía de alto cifrado.
Inconvenientes
- A diferencia de las computadoras actuales, las computadoras cuánticas necesitan estar a una temperatura de –240 °C.
- Al ser aun un proyecto en desarrollo, no está disponible para el público en general. Le teme que su implementación pondrá en riesgo la seguridad del internet. Principalmente por el algoritmo de Shor que podría descifrar códigos y contraseñas en segundos.
Algoritmos cuánticos
Algoritmo Deutsch-Jozsa
Algoritmo Bernstein-Vazirani
Su objetivo es descifrar un string binario desconocido que esta codificado, de manera más eficiente que cualquier otro algoritmo. Wikiwand .(2023)
Algoritmo de Shor
Su objetivo es la factorización de números enteros en sus factores primos de manera más eficiente. En los sistemas como RSA la seguridad se basa en la factorización de grandes números, por esto se lo considera un riesgo para la seguridad de internet. Wikiwand .(2024)
Algoritmo de Grover
Su objetivo la búsqueda de datos de manera más eficiente a diferencia de los algoritmos de clásicos de búsqueda. Ultimaco .(2023)
Avances recientes
Fabricación de ordenadores "cuánticos"
Un grupo de la Universidad de Sussex logro transferir con éxito información cuántica entre chips, que normalmente tiende a degradase o se introducen errores. Con este nuevo avance se puede transportar información de un chip a otro con una fiabilidad de 99,999993% a velocidades récord, demostrando que los chips podrían unirse para crear ordenadores cuánticos más potentes. Sim embargo, en un futuro se necesitarán chips del tamaño de la uña del pulgar. (BBC News. 2023)
Procesador cuántico de 1.121 cúbits superconductores “Condor”
Este nuevo procesador representa un paso importante hacia la “corrección de errores” que permitirá avanzar más allá de los prototipos actuales. Aun no se tiene claro el número de cúbits necesarios para una corrección de errores fiable para que los ordenadores cuánticos no entreguen resultados correctos. (xataka. 2023)
Referencias
Algoritmo de Deutsch-Jozsa. Enciclopedia. Revisado el 12 de junio del 2024. https://academia-lab.com/enciclopedia/algoritmo-de-deutsch-jozsa/
Algoritmo de Bernstein–Vazirani. Enciclopedia. Revisado el 30 de mayo del 2023. https://www.wikiwand.com/es/Algoritmo_de_Bernstein%E2%80%93Vazirani
Algoritmo de Shor. Enciclopedia. Revisado el 22 de enero del 2024. https://www.wikiwand.com/es/Algoritmo_de_Shor
¿Qué es el algoritmo de Grover? Base de conocimientos. https://utimaco.com/es/servicio/base-de-conocimientos/criptografia-postcuantica/que-es-el-algoritmo-de-grover
El avance cuántico que podría revolucionar la computación. BBC News. Revisado el 10 febrero 2023
IBM acaba de dar un puñetazo sobre la mesa: ha derribado la barrera de los 1.000 cúbits con su procesador Condor. Juan Carlos López. Actualizado el 24 de diciembre de 2023
Bibliografía
Conceptos e historia:https://infolibros.org/pdfview/22595-introduccion-al-paradigma-cuantico-universal-todor-krasimirov-ivanov/
Ventajas desventajas: https://centromexico.digital/que-es-la-computacion-cuantica/
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