A beginner's guide to quantum computing | Shohini Ghose

¿Cómo funciona un ordenador cuántico?

Introducción al juego

• Se presenta un juego en un casino de Las Vegas donde se utiliza una moneda que comienza mostrando cara. El jugador y el ordenador realizan movimientos alternos.

• El jugador no ve el resultado de la moneda después de cada movimiento, lo que añade incertidumbre al juego.

• Si todos juegan honestamente y la moneda es justa, hay un 50% de probabilidad de ganar.

Comparación entre ordenadores clásicos y cuánticos

• Se menciona que los casinos no tienen ordenadores cuánticos, pero IBM ha construido uno funcional.

• Un ordenador cuántico opera controlando partículas fundamentales como electrones y fotones, a diferencia de los ordenadores tradicionales.

• La analogía entre una bombilla y una vela ilustra que un ordenador cuántico no es solo una versión mejorada de los actuales; es una tecnología completamente diferente.

Impacto potencial de la computación cuántica

• Los ordenadores cuánticos pueden transformar aspectos cruciales como la seguridad, la salud y el internet.

• Se explica cómo se puede jugar el mismo juego en un ordenador cuántico utilizando elecciones previas del público.

Resultados del juego con el ordenador cuántico

• Se recibieron 372 respuestas sobre si los jugadores elegirían voltear o no la moneda.

• El ordenador cuántico ganó casi todos los juegos debido a errores operativos menores en algunos casos.

Funcionamiento del ordenador cuántico

• A diferencia de un bit clásico (0 o 1), un qubit puede existir en superposición, representando múltiples estados simultáneamente.

• Esta propiedad permite al ordenador crear combinaciones fluidas entre cara y cruz, manteniendo su estado hasta el final del juego.

Implicaciones del comportamiento cuántico

• Aunque las monedas regulares no existen en combinaciones, las propiedades cuánticas son reales y pueden ser aprovechadas para tecnologías futuras.

Aplicaciones potenciales de la tecnología cuántica

Criptografía Cuántica

• La incertidumbre cuántica podría usarse para crear claves privadas para cifrar mensajes, haciéndolos prácticamente irrompibles por hackers.

Transformación en Salud

• Las tecnologías cuánticas podrían revolucionar el desarrollo farmacéutico mediante análisis más precisos de moléculas complejas.

¿Cómo la computación cuántica puede transformar el futuro?

Aplicaciones de la Computación Cuántica

• La computación cuántica tiene el potencial de superar a las computadoras clásicas al operar con propiedades cuánticas que simulan moléculas, lo que podría revolucionar el desarrollo de tratamientos para enfermedades como el Alzheimer.

• Una aplicación fascinante es la teleportación de información, donde se puede transferir datos sin necesidad de un medio físico. Esto se basa en la entrelazamiento de partículas cuánticas a través del espacio y tiempo.

• Se han realizado experimentos en laboratorios que demuestran esta teleportación, y podría ser parte de una futura red cuántica. Mi equipo está simulando esta red en una computadora cuántica.

• Hemos diseñado protocolos innovadores para la teleportación entre usuarios, transmisión eficiente de datos y votaciones seguras, lo cual hace que mi trabajo como físico cuántico sea muy emocionante.

• Es crucial avanzar con responsabilidad en nuestra construcción del futuro cuántico; veo las computadoras cuánticas no solo como herramientas, sino como medios para explorar los misterios de la naturaleza.

Reflexiones sobre el Futuro Cuántico

• A pesar de nuestras limitaciones humanas para acceder al universo, podemos expandir nuestros horizontes mediante la imaginación y la ingeniosidad. El universo nos sorprende constantemente con su complejidad e interés.

• La incertidumbre del futuro es vista como algo emocionante; esto resalta la importancia del descubrimiento continuo en el campo de la física cuántica.