En pocas palabras: los procesadores ahora funcionan con electrones y, por lo tanto, están limitados por la velocidad de la luz y otros diversos matices.
Los procesadores cuánticos aprovechan las propiedades de las partículas subatómicas (por ejemplo, el entrelazamiento cuántico o la "acción espeluznante de Einstein a distancia") para superar algunos de estos límites y ofrecer un aumento de potencia potencialmente exponencial.
Eso no es del todo correcto: son mucho más rápidos, pero solo en un pequeño subconjunto de operaciones accesibles para computadoras "convencionales" . Por ejemplo, descifrar RSA es rápido, pero la representación de páginas HTML probablemente no lo sea (si es posible ...).
whitequark
También las computadoras cuánticas todavía están limitadas por la velocidad de la luz.
David Z
44
Supongo que podría ser más exacto decir que son masivamente paralelos, en lugar de simplemente "más rápidos" como tales ...
Brian Knoblauch
@Brian: Esa parece ser una forma decente de pensarlo.
David Z
+1 para una explicación muy realista. Puede que no sea científicamente preciso, pero sigue siendo útil para la persona promedio.
Josh K se ha relacionado con algunos buenos recursos que no serían una mala idea para que los leas. Creo que la mayor parte de la información de Wikipedia sobre estos temas es razonablemente precisa. Pero en caso de que no pueda distinguir los títulos de los enlaces, la computación cuántica no es exactamente un tema trivial. Tienes que estar familiarizado con algún material de fondo (es decir, física cuántica) para darle sentido.
Para una explicación algo menos técnica (de alguien que ha estudiado la computación cuántica con cierto detalle), intente esto: en mecánica cuántica, las propiedades de las partículas se describen mediante "estados cuánticos" que consisten en una combinación de "estados básicos". Por ejemplo, los electrones tienen un giro (momento angular), por lo que actúan como pequeños imanes. Póngalos en un campo magnético y apunten hacia arriba o hacia abajo (bien, paralelos o antiparalelos al campo). En las computadoras normales (modelo simplificado), puede elegir hasta 1 y hasta 0, y puede hacer cálculos ajustando los campos magnéticos para voltear los electrones hacia arriba o hacia abajo como desee.
Pero en la mecánica cuántica, los electrones no se limitan a señalar simplemente hacia arriba o simplemente hacia abajo; en realidad pueden tener alguna combinación ( superposición ) de esos dos estados, como mitad arriba y mitad abajo al mismo tiempo . Eso podría representar un bit que actúa como 1 y 0. Se llama qubit . Cuando juntas múltiples qubits (electrones) juntos, puedes obtener superposiciones más complicadas, como 11/10/00 o 110/101/011/001/000 o lo que sea, y si las usas en la computadora correcta, es como ejecutar un algoritmo con 3 o 5 o sin importar muchas entradas simultáneamente. Por lo tanto, cualquier algoritmo que requiera que realice la misma operación en muchos conjuntos diferentes de bits puede acelerarse enormemente mediante la computación cuántica. En la práctica, resulta que algunos algoritmos de tiempo exponencial se convierten en algoritmos de tiempo polinómico cuando los ejecutas en una computadora cuántica.
"Por lo tanto, cualquier algoritmo que requiera que realice la misma operación en muchos conjuntos diferentes de bits puede acelerarse enormemente mediante la computación cuántica". - Esto no es exactamente cierto. Claro, si puede preparar una superposición sobre las entradas, la computadora cuántica puede preparar la superposición apropiada sobre las salidas, pero cuando la mide, obtiene solo una de las salidas, al azar. En realidad, los algoritmos cuánticos funcionan explotando la estructura para hacer que las amplitudes se cancelen ... no existe un algoritmo exponencial que pueda hacerse directamente polinomial (sin un nuevo algoritmo) en una computadora cuántica.
ShreevatsaR
@ShreevatsaR: Cierto, supongo que hablo mal un poco. Lo que tenía en mente al escribir esto era algoritmos que procesan una gran cantidad de entradas y las destilan en una sola respuesta.
David Z
Incluso "destilarlos en una sola respuesta" no es posible, excepto en circunstancias especiales. (Por ejemplo, si desea la suma de todas las respuestas, no hay una forma conocida de hacerlo). Los únicos ejemplos conocidos en los que los algoritmos cuánticos son mejores que los algoritmos clásicos funcionan explotando una estructura muy especial , que generalmente implica periodicidad y la transformación de Fourier. (por ejemplo, factoring).
ShreevatsaR
OK, mala elección de redacción, pero lo que estás diciendo es lo que quise decir.
Respuestas:
En pocas palabras: los procesadores ahora funcionan con electrones y, por lo tanto, están limitados por la velocidad de la luz y otros diversos matices.
Los procesadores cuánticos aprovechan las propiedades de las partículas subatómicas (por ejemplo, el entrelazamiento cuántico o la "acción espeluznante de Einstein a distancia") para superar algunos de estos límites y ofrecer un aumento de potencia potencialmente exponencial.
En pocas palabras: son mucho, mucho más rápidos.
fuente
Primero lea Introducción a la mecánica cuántica , y luego Mecánica cuántica . Después de eso, lea la unidad de computación cuántica , QIS y procesamiento cuántico .
fuente
Josh K se ha relacionado con algunos buenos recursos que no serían una mala idea para que los leas. Creo que la mayor parte de la información de Wikipedia sobre estos temas es razonablemente precisa. Pero en caso de que no pueda distinguir los títulos de los enlaces, la computación cuántica no es exactamente un tema trivial. Tienes que estar familiarizado con algún material de fondo (es decir, física cuántica) para darle sentido.
Para una explicación algo menos técnica (de alguien que ha estudiado la computación cuántica con cierto detalle), intente esto: en mecánica cuántica, las propiedades de las partículas se describen mediante "estados cuánticos" que consisten en una combinación de "estados básicos". Por ejemplo, los electrones tienen un giro (momento angular), por lo que actúan como pequeños imanes. Póngalos en un campo magnético y apunten hacia arriba o hacia abajo (bien, paralelos o antiparalelos al campo). En las computadoras normales (modelo simplificado), puede elegir hasta 1 y hasta 0, y puede hacer cálculos ajustando los campos magnéticos para voltear los electrones hacia arriba o hacia abajo como desee.
Pero en la mecánica cuántica, los electrones no se limitan a señalar simplemente hacia arriba o simplemente hacia abajo; en realidad pueden tener alguna combinación ( superposición ) de esos dos estados, como mitad arriba y mitad abajo al mismo tiempo . Eso podría representar un bit que actúa como 1 y 0. Se llama qubit . Cuando juntas múltiples qubits (electrones) juntos, puedes obtener superposiciones más complicadas, como 11/10/00 o 110/101/011/001/000 o lo que sea, y si las usas en la computadora correcta, es como ejecutar un algoritmo con 3 o 5 o sin importar muchas entradas simultáneamente. Por lo tanto, cualquier algoritmo que requiera que realice la misma operación en muchos conjuntos diferentes de bits puede acelerarse enormemente mediante la computación cuántica. En la práctica, resulta que algunos algoritmos de tiempo exponencial se convierten en algoritmos de tiempo polinómico cuando los ejecutas en una computadora cuántica.
fuente