Computación cuántica

La computación cuántica es un tipo de computación que aprovecha las propiedades colectivas de los estados cuánticos, como la superposición, la interferencia y el entrelazamiento, para realizar cálculos. Los dispositivos que realizan cálculos cuánticos se conocen como computadoras cuánticas. Aunque las computadoras cuánticas actuales son demasiado pequeñas para superar a las computadoras habituales (clásicas) para aplicaciones prácticas, se cree que son capaces de resolver ciertos problemas computacionales, como la factorización de enteros (que subyace en el cifrado RSA), sustancialmente más rápido que las computadoras clásicas. El estudio de la computación cuántica es un subcampo de la ciencia de la información cuántica.

Hay varios tipos de computadoras cuánticas (también conocidas como sistemas de computación cuántica), incluido el modelo de circuito cuántico, la máquina cuántica de Turing, la computadora cuántica adiabática, la computadora cuántica unidireccional y varios autómatas celulares cuánticos. El modelo más utilizado es el circuito cuántico, basado en el bit cuántico, o "qubit", que es algo análogo al bit en la computación clásica. Un qubit puede estar en un estado cuántico 1 o 0, o en una superposición de los estados 1 y 0. Sin embargo, cuando se mide, siempre es 0 o 1; la probabilidad de cualquiera de los resultados depende del estado cuántico del qubit inmediatamente antes de la medición.

Los esfuerzos para construir una computadora cuántica física se centran en tecnologías como transmons, trampas de iones y computadoras cuánticas topológicas, cuyo objetivo es crear qubits de alta calidad. Estos qubits pueden diseñarse de manera diferente, según el modelo de computación de la computadora cuántica completa, en cuanto a si se emplean puertas lógicas cuánticas, recocido cuántico o computación cuántica adiabática. Actualmente hay una serie de obstáculos significativos para construir computadoras cuánticas útiles. Es particularmente difícil mantener los estados cuánticos de los qubits, ya que sufren de decoherencia cuántica y fidelidad de estado. Por lo tanto, las computadoras cuánticas requieren corrección de errores.

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