Las (CCs) Tienen que Tener un Funcionamiento Coherente

 

La Coherencia Cuántica se define como la correlación entre las fases de dos o más ondas y describe la capacidad de una partícula para existir simultáneamente en varios estados distintos como: la posición, la energía o el espín; la Coherencia puede ser considerada como una resistencia de la Correlación Cuántica.

Es, por tanto, necesario conseguir el aislamiento total de la computadora cuántica de su entorno, para evitar que se produzca la decoherencia que colapsa la superposición y el entrelazamiento de los estados cuánticos, interrumpe el funcionamiento cuántico de la computadora y genera resultados erróneos de computación que es necesario corregir;

 

Bibliografía:

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Es necesario conseguir, que los posibles errores que puedan producirse en los cálculos por decoherencia cuántica, puedan ser evitados mediante el desarrollo de un mecanismo corrector de errores, que asegure la fiabilidad de la computación cuántica.

La corrección de errores necesitaría que las (CCs) dispusiera de miles de qubits no operativos por cada qubit operativo instalado.

 

La extraordinaria rapidez de la computación cuántica los cálculos (millones de veces más rápida que la computación cuántica) y la gran capacidad de almacenar multitud de datos (big data), hace a las computadoras cuánticas ideales para modelizar con precisión sistemas químicos complejos (PhilipBall), simular el comportamiento de la materia a nivel atómico y profundizar en el conocimiento y en la evolución de estructuras moleculares de mayor complejidad, en su reactividad química, en la evolución de las reacciones químicas y en la obtención de los espectros electrónicos/ vibracionales de los sistemas.

 

La química cuántica y la ciencia de nuevos materiales, serán los primeros campos del saber que se beneficien del uso de las computadoras cuánticas; (Alán Aspuru-Guzik, Harvard University); también abarca otros campos de gran interés como el de la inteligencia artificial, la fabricación de nuevos fármacos…

Bibliografía:

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Las computadoras cuánticas están en la primera etapa de desarrollo y su evolución se prevé muy rápida en los próximos años. En la actualidad, se ha establecido una fuerte pugna entre países, para ver quién llega antes a conseguir la llamada supremacía cuántica (SC).

 

La supremacía cuántica se alcanzará, cuando se consiga que las (CC) dispongan de un número muy importante de qubits que puedan absorber las instrucciones de computación y que tengan un funcionamiento coherente y estable; deberán trabajar en modo cuántico total que incluya también el entrelazamiento cuántico.

 

Bibliografia:

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La compañía IBM ha fabricado recientemente un ordenador cuántico de 50 unidades de información (qubits);

 


Figura 10: 
Computador Cuántico IBM con Procesador de 50-qubit.


Sin embargo, falta por conseguir que la computadora funcione establemente en modo cuántico total.

 

Google ha anunciado también (5 de marzo de 2018), que están probando en sus laboratorios un computador cuántico con 72 qubits, para demostrar que es posible realizar, por primera vez, un cálculo imposible de realizar con las supercomputadoras tradicionales.

 

Previsiblemente en 2019, se fabricarán (CCs) con 200 qubits operativos con funcionamiento coherentes.

 

Hasta el momento presente,sin embargo, no se ha conseguido que una (CC) sea capaz de realizar cálculos empleando algoritmos cuánticos, que no puedan ser realizados por las supercomputadoras tradicionales utilizando los algoritmos clásicos.

 

Las (CCs), por su gran potencialidad, ofrecen la posibilidad de generar un crecimiento exponencial enorme del número de operaciones que pueden ser realizadas simultáneamente; su capacidad de memoria se incrementa exponencialmente con el número de qubits operativos coherentes que tiene la computadora: (2ⁿ), siendo (n) el número de qubits operativos de las (CC).

 

Su capacidad de memoria es tremendamente, superior a la de los súper-ordenadores actuales que, a su vez, tienen una capacidad de memoria 200.000 veces superior a la de los ordenadores normales tradicionales.

 

La causa de la gran potencialidad de los procesadores cuánticos está, en que pueden trabajar en un estado binario (0) y (1) y en estados intermedios de modo simultáneo, Estados de Superposición Electrónica) y, además, con Estados Electrónicos Entrelazados.

 

 


Figura 11: 
Diferencia entre el Código Binario de los bits y el Código Múltiple de los qubits.


La superposición de los efectos cuánticos con muchos qubits es muy difícil de conseguir en un modo estable de funcionamiento, principalmente el entrelazamiento de los estados cuánticos; este entrelazamiento, cuando se produce, puede procesar la información a una velocidad superior a la de la luz.

 

Cada qubit operativo representa el estado de ocupación de los fermiones (electrones, protones y núcleos con espín semientero) de un determinado orbital atómico ocupado o no ocupado.

 

El número de qubits operativos disponibles en los ordenadores cuánticos aumentará previsiblemente, no sin dificultad, a un ritmo exponencial con el transcurso del tiempo; así se conseguirá incrementar sus potencialidades hasta límites ahora inimaginables.

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