Ordinador quàntic

De Viquipèdia
Jump to navigation Jump to search

Un ordinador quàntic és un dispositiu de càlcul que fa ús dels fenòmens específics de la mecànica quàntica, tals com superposició i entrellaçament, per executar operacions sobre dades. Els ordinadors quàntics aprofiten la capacitat dels sistemes quàntics d'estar en dos estats simultàniament. En comptes de fer servir bits que tenen el valor 0 o 1, fan servir qubits (bits quàntics) que tenen una superposició dels dos valors. Processant simultàniament aquestes dades, un ordinador quàntic podria resultar exponencialment més ràpid que un de clàssic. Els ordinadors quàntics de suficient capacitat seran capaços de resoldre càlculs de complexitat intractable per a un ordinador convencional. Així com un ordinador clàssic equival a una màquina de Turing, un ordinador quàntic equival a una màquina de Turing no determinista, en oferir, per a una determinada operació elemental, tot el conjunt de transicions possibles simultàniament.

El 13 de febrer del 2007, l'empresa canadenca D-Wave Systems ha presentat[1][2] la primera oferta comercial d'aquest tipus amb un ordinador de 16 qubits com a mostra, amb la intenció de construir-ne un de 1024 qubits a final del 2008. Així mateix n'oferirà pròximament el servei en línia. La realitat de l'ordinador de D-Wave ha estat posada en dubte[3][4] i sembla que la companyia hauria admès que es tracta d'un ordinador clàssic que fa servir la mecànica quàntica puntualment.[5] L'agost del 2016 la universitat de Maryland va construir el primer ordinador quàntic programable. El maig del 2017 l'empresa IBM va implementar un ordinador quàntic de 16 bits. El març del 2018 l'empresa Google va anunciar un ordinador quàntic anomenat Bristlecone i format per una matriu 9x8 de 72 bits.[6]

L'esfera de Bloch és una representació d'un qubit, el bloc de construcció fonamental dels ordinadors quàntics.

La computació quàntica és un paradigma de computació diferent del de la computació clàssica. Es basa en l'ús de qubits en lloc de bits, i dóna lloc a noves portes lògiques que fan possibles nous algorismes. Una mateixa tasca pot tenir diferent complexitat en computació clàssica i en computació quàntica, el que ha donat lloc a una gran expectació, ja que alguns problemes intractables passen a ser tractables. Mentre un ordinador clàssic equival a una màquina de Turing, un ordinador quàntic equival a una màquina de turing indeterminista.

Història[modifica]

Plank i Einstein, van proposar que la llum no era una ona continua, si no que estava dividida en petits paquets o quants. Aquestes dos idees, en aparença molt simples, van fer que arribes la catàstrofe ultraviolat.

Diversos científics va desenvolupar aquestes idees, per veure que serien capaços d’aconseguir. Llavors van sorgir dos conclusions: la superposició d’estat i el entrellaçament.

La superposició d’estat va resultar ser un problema. Alex Holevo, al 1973 va demostrar que la superposició no era cent per cent confiable. Aquesta idea deia que els ordinadors quàntics no funcionarien amb 0 i 1 (com els ordinadors digitals), si no que funcionaria amb percentatges. Per exemple, tindríem un 80% de 1 i un 20% de 0. El problema  era que a la pràctica i amb els sistemes dels que es disposava, no es podia veure si veritablement aquests 0 i 1 es comportarien amb percentatges, i només a això, quant mesures la quantitats de 1 i 0 que hi ha, al mesurar els valors, també els modifiques, per això, seria impossible mesurar els percentatges dels 0 i 1.

Dada aquesta suposició, científics com Charles Benioff o  Richard Feyman van demostrar que un ordinador clàssic no podria simular un sistema quàntic.

Tot això va canviar quan es va posar en marxa el segon concepte, el entrellaçament. Aquesta idea va permetre crear dos algoritmes: El temple quàntic (1989) i l’algoritme de Shor (1994).

El primer algoritme va permetre trobar valors funcionals, aplicats a la intel·ligència artificial i l'aprenentatge de l'automàtic.

El segon algoritme, ens va servir per descompondre els números en els seus factors prims amb molta mes velocitat que un ordinador normal. Per exemple, RSA , un dels algoritmes de protecció i xifrats, factoritza els seus números d’una forma molt lenta, amb l'algoritme de shor, la velocitat de protecció i xifrat es dispararia.

Gràcies a aquests dos algoritmes, es va començar a parlar de computació quàntica, un tipus de computació que podia deixar obsolets als sistemes digital.[7][8]

Vegeu també[modifica]

Referències[modifica]

Enllaços externs[modifica]