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Full Version: Computación Cuántica.
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T0wn3R
Introducción


Con el reciente lanzamiento de la computadora cuántica de 16 qubits de D-Wave Systems mucha gente se empezo a interesar en la computación cuántica. Entre ellos yo, aca les va algo de información que le chupé al google =P.

El problema para entender la computación cuántica es que tenemos muchos terminos nuevos. Pero intentare no perder el más mínimo detalle.



El bit y el qubit.


La computación cuántica usa un modelo distinto del que conocemos. En lugar de bits esta basado en el uso de qubits (bit cuántico) que es la unidad mas chica de información cuántica usando |0> ket cero y |1> ket uno como estados basicos (en lugar del típico 0, 1 (bits)).

Ahora bien, ¿cual es la diferencia entre los viejos y sencillos bits y los qubits?. La diferencia esta al momento de ejecución. Los qubits nos dejan ejecutar distintas cadenas binarias (de ket ceros y ket unos) simultáneamente "en universos paralelos" (¿? es la forma de definirlo de D-Wave Systems, hablare un poco sobre eso mas adelante.).
Los qubits juntos harán un registro de qubits que es un tipo 'nuevo' de registro que nos permite (con nuevos algoritmos) escribir/transmitir una cantidad increiblemente grande de datos en pocos qubits. Por ejemplo una computadora de 50qubits podria almacenar 1000 años de sonido (*).
Es algo dificil entender a los qubits, porque ¿como es posible que tenga 2 estados al mismo tiempo?. Es como si yo estuviera sentado y parado al mismo tiempo (?), en ese caso los estados serian sentado (0) y parado (1) [bits (1 y 0)] pero ¿qué pasa si hablamos de una partícula capás de estar en una superposicion coherente de los dos estados - osea - 1 y 0 a la vez... EXACTO!, tendremos un qubit.
De esta forma una computadora cuántica puede ejecutar una operación en 2^n números. Una computadora clásica deberia repetir la operacion cada vez.

Complejidad Computacional


La teoría de la complejidad computacional nos permite teóricamente ver los recursos -Tiempo(numero de pasos) y Espacio(cantidad de memoria)- que necesitamos en el cálculo para resolver un problema.

Hay distintas clases de complejidad como la P o la NP (polinómico no determinista) que podrían resolverse en un tiempo polinómico (Tiempo menor que un el valor calculado a partir del numero de variables de entrada mediante una fórmula polinómica). Pero las operaciones de complejidad NP-Completo son las más difíciles del tipo NP y pueden o no formar parte de P. Hasta el momento ninguna computadora cuántica (si, existia una de 12 qubits desarrollada por IBM) podía resolver este tipo de problemas...

Orion


Se habran preguntado porque tanto lio con los NP-Completo. Bueno, Orion es la computadora cuántica desarrollada por D-Wave.
Es una computadora de 16qubits (del tamaño de una heladera xD) capas de resolver un problema de NP-Completo (Elmodelo de las dos dimensiones de ising en un campo magnético).

D-Wave systems desarrollo un procesador de computadora cuántico adiabático (click para leer [en ingles])




Acá uno de los problemas que resolvio el ordenador cuántico en la demo del 13 de febrero:

http://www.perfecttableplan.com/assets/ima...215_large03.gif
http://www.perfecttableplan.com/assets/ima...hot_5_large.gif

Otras imagenes de orion:






Ordenador Cuántico de Kane


Pongo algo de informacion que saque de wiki sobre el ordenador cuántico de kane porque es una (porque hay varias teorias) para desarrollar las computadoras cuánticas bastante interesante.

'El computador cuántico de Kane es un proyecto de computador cuántico escalable propuesto por Bruce Kane en 1998, en la universidad de Nuevo Gales del Sur. Pensado como híbrido entre un punto cuántico y un computador cuántico RMN, el ordenador de Kane se basa en una serie de átomos donantes de fósforo encajados en un enrejado de silicio puro. Tanto los espines nucleares de los átomos como los espines de los electrones participan en la computación.

El proyecto original propone que los donantes de fósforo sean dispuestos con una separación de 20 nm, aproximadamente 20 nm bajo la superficie. Se incluye una capa aislante de óxido sobre el silicio. Puertas A metálicas se sitúan en la superficie del óxido, sobre los donantes, y puertas J entre donantes contiguos.'


Referencias:


Blog de d-wave(inglés)

Teoría sobre computación cuántica con sonidos(*)

qubits segun Wiki

Explicación sobre universos paralelos

Computación Cuántica segun Wiki

Recopilación de los avances de algunos cientificos de oxford y cambridge(inglés)

NP-Completo segun Wiki

Ordenador cuántico de kane

Explicación del procesador de D-Wave

Finding Cliques by qantum adiabatic evolution (inglés)

Evolucion de algoritmos en computación cuántica(inglés)

Scalable Superconducting Architecture for Adiabatic Quantum Computation(inglés)

El ordenador insuperable (artículo)

Computadora que funciona apagada
Unknownmind
tongue.gif Town3r veo que te emocionaste con la noticia de la computadora cuantica...

Te felicito el informe es muy completo... Parece ser que serás el padre de la informática quantica... xD
T0wn3R
QUOTE(Unknownmind @ Feb 20 2007, 10:03 PM) *
tongue.gif Town3r veo que te emocionaste con la noticia de la computadora cuántica...

Te felicito el informe es muy completo... Parece ser que serás el padre de la informática cuántica... xD



la verdad si me emocione bastante xD Pero a medida que empecé a leer sobre el tema vi también que probablemente la computación cuántica nos dirija a ningún lado, algo que desaliente un poco... osea, estudiar algo tan complejo para lograr hacer una computadora que haga lo mismo o menos que una computadora clásica? =P.

Aunque personalmente creo que con avances en nanotecnología, física cuántica y otras áreas la computación cuántica tendra éxito en un futuro esperemos no muy lejano =P Así que a darle para adelante a ver si en un futuro (repito, no muy lejano) se puede aportar algo =P.
Jonathan
Muy interesante, te felicito por el articulo.
marioly
Muy bueno Townero smile.gif , ojala te lo indexe google tongue.gif
cracker3000
juaz 1000 años de sonido en mp3 serian 746496 gb a 128 kbps/s, quiero un i-pod cuantico xD
DevilHack
Gracias por la data la verdad que estaba interesado en los ordenadores cuanticos, ya que tuve que resolver el algoritmo RSA y vi segun espertos en la materia que solo un ordenador cuantico podria darle al clavo, fui a la tienda por un odenador cuantico y me mandaron a volar jajaja
caminantenocturno
No ENTENDI mucho al tema, o sera que ya se me seco el tema, de conversacion en cuestion de las operaciones cuanticas, solia saberlo por el libro RSA y otras que tenian que ver con algoritmos DSA y DES, blowfish y demas, que pues fueron los antecesores, de RSA, pero de todas maneras, tratare de aprender algo de aqui si tengo alguna idea, o pregunta o algo nuevo para aderir lo mencionare..

GRACIAS por POSTEAR o exponer este tema, retante y dificil, pero muy muy interesante

GRAZIE.
MasterP
Muy interesante esto de la pc cuantica, cuando hagan una de esas que luzca exactamente como las pentium4 de estos dias, yeah, ¿cual seria el equivalente en capacidad en una pc cuantica a una pc con 1Gb RAM y DD de 80Gb, y el microprocesador cuantas veces seria mas rapido? muy interesante, espero que aun viva cuando fabriquen esas compus.
diego_san
muy buen tema me gusto mucho el desarrollo de tal tema y ps esperemos que la evolucion de las pc cuantica la alcansemos a ver ohmy.gif
gercat
muy buen articulo towner, si es verdad que es algo muy complejo, pero seguro que con nuevos estudios, y a medida que la tecnologia avance un poco más, como tu dices en un futuro no muy lejano, se empiezen a crear mas computadoras biggrin.gif
Farid
subi este videito sobre mecanica cuantica. Es conocido y me gusto el dibujito xD


para que quede mas claro lo que dije de como se comportaban las particulas cuanticas.
...nexus...
excelente info wink.gif
Jncr_123
muy interesante ojala le halla entendido mellow.gif
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