En el texto. se ha discutido los elementos básicos de un circuito cuántico, qubits, compuertas, mediciones, etc. Antes de pasar a ver algoritmos cuánticos, veamos un resumen de estos elementos como parte de un modelo completo:
Un computador cuántico tiene una parte clásica y una parte cuántica. En la práctica, muchas veces resulta que para maximizar eficiencia lo mejor es utilizar computación clásica. Para cálculos de corrección del error, es más conveniente usar la computación clásica, aunque en teoría se pueda hacer cálculos clásicos en un computador cuántico.
Un espacio de estado adecuado:
Un circuito cuántico opera con n qubits. El espacio de estado es un espacio complejo de Hilbert de dimensión 2ᴺ. En este espacio ¨habitan¨ los estados de las bases que puede tener el computador. Los productos de estado con la forma |x1, . . . , xn〉, donde xi = 0, 1, son los estados base de computacionales del computador. |x〉es un estado de base computacional, donde la representación binaria de x es x1, . . . , xn.
Habilidad para preparar estados en la base computacional:
Se asume que una base de estado computacional se puede preparar en un máximo de n pasos.
Habilidad para ejecutar compuertas cuánticas:
Las compuertas pueden ser aplicadas a cualquier subconjunto de qubits, y es posible implementar una familia de compuerta. Una familia de compuertas es un conjunto de compuertas donde el resultado de cualquier operación unitaria se puede aproximar.
Habilidad de tomara mediciones en la base computacional:
Se pueden tomar mediciones de uno o más qubits en la base computacional.
Una revisión profunda de los principios físicos de los computadores cuánticos es bastante difícil, porque se sale del conocimiento actual que se tiene sobre estos sistemas. La naturaleza de estos mismos hace que obtener la información entregada por fotones sea cercano a imposible, pues al medirlos colapsan de su estado cuántico a un estado clásico, como abrir la caja de el gato de Schrödinger. Esta es la razón por la cual las compuertas Hadamard cambian su comportamiento cuando son observadas.
Referencias:
Imagen tomada de: Jaume, “El gato de Schrödinger (Y v),” Xataka Ciencia - Divulgación científica, ecología, cambio climático., https://www.xatakaciencia.com/fisica/el-gato-de-schodinger-y-v (accessed Oct. 27, 2023).
J. R. Gribbin and C. Rollinat, Le Chat de Schrödinger: Physique Quantique et Réalité. Monaco: Le Rocher, 1988.
M. A. Nielsen and I. L. Chuang, Quantum Computation and Quantum Information. Cambridge University Press, 2023.
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