Informatica cuantica
Un ordenador cuántico es un dispositivo capaz de ejecutar una dinámica cuántica controlada coherente. En este articulo voy a tratar de abrir, una puerta, en este mundo tan oscuro par todos, y que cada vez mas, esta formando parte de nuestra vida.
Aun no podemos disponer de un hardware cuantico, pero se pueden simular, abajo os adjunto un link de IBM, con el que podreis ir haciendo vuestros pinitos, dentro de éste campo.
Para un ordenador cuántico compuesta por una pequeña cantidad de qubits, podemos simular su comportamiento en una computadora clásica.
Un qubit (pronunciado "cue-bit" y abreviatura de bit cuántico) es la unidad básica de información cuántica. Un qubit consta de dos niveles que se pueden expresar utilizando los estados de "base computacional"
En general, tal cálculo requiere almacenar números complejos, donde es el número de qubits. A diferencia de un bit clásico, el estado de un qubit puede ser una combinación lineal (superposición) de ambos estados computacionales.
Una puerta cuántica es una operación reversible (unitaria) aplicada
a uno o más qubits.
Un proveedor está definido por una organización jerárquica de centro, grupo y proyecto. Un centro es el nivel superior de una determinada jerarquía (organización) y contiene dentro de él uno o más grupos. Estos grupos a su vez están poblados de proyectos. La combinación de hub / grupo / proyecto se denomina proveedor. Los usuarios pueden pertenecer a más de un proveedor en un momento dado.
Esfera Bloch.
La esfera de Bloch (llamada así por Felix Bloch) es una representación visual del estado de un qubit. Tenga en cuenta que la esfera de Bloch es diferente de la esfera q. También se pueden mostrar varios estados simultáneamente (ver más abajo). Los componentes de la representación de Bloch del estado del qubit se encuentran a partir de los valores esperados.
Un qubit descrito por un vector de estado tiene una unidad de longitud y se encuentra en la superficie de la esfera de Bloch. Los qubits caracterizados por una matriz de densidad tendrán en general una longitud menor que uno, según lo determinado por la pureza del estado, y se encontrarán dentro de la esfera de Bloch.
La esfera q
La esfera q representa el estado de un sistema de qubits al asociar cada estado de base computacional con un punto en la superficie de una esfera. Un nodo es visible en cada punto. El radio de cada nodo es proporcional a la magnitud de la amplitud de su estado base. El color de cada nodo indica el ángulo de fase de la amplitud de su estado base.Los nodos se colocan en la esfera q de modo que el estado base con todos los ceros (por ejemplo, está en su polo norte, y el estado base con todos (por ejemplo,) está en su polo sur. Los estados base con el mismo número de ceros (o unos) se encuentran en una latitud compartida de la esfera q (por ejemplo,). Comenzando en el polo norte de la q-esfera y progresando hacia el sur, cada latitud sucesiva tiene estados base con un mayor número de unos.
Nota
La esfera q de un sistema de un solo qubit no es una esfera de Bloch.
Propiedades
El entrelazamiento es una propiedad de los sistemas cuánticos compuestos por más de un subsistema (es decir, qubits), donde el estado cuántico de cualquier subsistema no se puede describir de forma única independientemente de los subsistemas restantes. Matemáticamente, un estado entrelazado es aquel que no puede escribirse como producto de estados del subsistema. Los subsistemas de estados entrelazados son estados mixtos que requieren una representación de matriz de densidad. Para un sistema cuántico bipartito, el entrelazamiento es igual a la entropía de los subsistemas.
cola de reparto justo
Las colas de
reparto equitativo ejecutan trabajos en un sistema cuántico en un
orden dinámico para que ningún proveedor pueda monopolizar el
sistema. Las participaciones en la cola de participación equitativa
representan la fracción del tiempo del sistema que se asigna a un
proveedor determinado. Los proveedores con la mayor cantidad de
tiempo de dispositivo tienen la prioridad más alta en el algoritmo
de reparto equitativo. La prioridad dinámica de un proveedor depende
de cuánto tiempo del sistema asignado al proveedor se haya consumido
en una ventana de tiempo flotante determinada. Cuando envíe un
trabajo, lo ejecutará el proveedor con la prioridad dinámica más
alta (o la fracción más baja del tiempo asignado utilizado) en ese
momento. Para obtener más información, consulte la sección Colas
de reparto equitativo.
fase globalUna fase aplicada
a un vector de estado como un todo,. Los estados
relacionados por una fase global son equivalentes en mecánica
cuántica; las fases globales pueden ignorarse. Esto es una
consecuencia del hecho de que solo las diferencias de energía, a
diferencia de los valores absolutos, importan para determinar la
dinámica de los sistemas físicos.
trabajo
Un trabajo reúne toda la información
relevante sobre un cálculo en IBM Quantum Experience: un circuito
cuántico, la elección del backend, la elección de cuántos
disparos ejecutar en el backend y los resultados al ejecutar el
circuito cuántico en el backend.
circuito cuántico
Un es una rutina computacional que consiste en operaciones cuánticas coherentes sobre datos cuánticos, como qubits, y computación clásica concurrente en tiempo real. Es una secuencia ordenada de puertas cuánticas, medidas y restablecimientos, que pueden estar condicionadas y utilizar datos del cálculo clásico en tiempo real. Se dice que un conjunto de puertas cuánticas es universal si cualquier transformación unitaria de los datos cuánticos puede aproximarse de manera eficiente y arbitraria, así como una secuencia de puertas en el conjunto. Cualquier programa cuántico puede representarse mediante una secuencia de circuitos cuánticos y computación clásica no concurrente.
registro cuántico
Un registro cuántico es una colección de qubits sobre los que actúan las puertas y otras operaciones. Un registro clásico consta de bits que se pueden escribir y leer dentro del tiempo de coherencia del circuito cuántico.
fase relativa
Diferencia de
fase entre componentes de un estado de superposición. Por
convención, el primer término en una superposición se hace real, y
los estados restantes tienen valores de fase relativos a esto, por
ejemplo,.
DisparoDebido a que la
medición de un qubit en un estado de superposición es aleatoria, el
resultado a veces es 0 y a veces 1, debe repetir la medición varias
veces para determinar la probabilidad de que un qubit esté en un
estado particular. Al realizar el experimento, se le preguntará
cuántos disparos, o ejecuciones, ejecutar para determinar las
probabilidades de estado de qubit.
simulador
Para circuitos compuestos únicamente por puertas Clifford, o circuitos que generan estados cuánticos que están débilmente entrelazados, las técnicas especiales de simulación permiten simular un mayor número de qubits.
transpilación
La transpilación es el proceso en el que un circuito cuántico se
transforma en un nuevo circuito cuántico que realiza la misma tarea,
pero se reestructura para ser compatible con el diseño físico de un
sistema cuántico en particular y, cuando sea posible, optimizar su
rendimiento.
principio de incertidumbreEn física
cuántica, no podemos conocer simultáneamente dos variables no
conmutadas (como la posición y el momento de una partícula). Esto
implica que un sistema cuántico en un estado perfectamente definido
puede ser seguro bajo una medida y completamente aleatorio bajo otra.
Además, si un sistema cuántico comienza en un estado desconocido
arbitrario, ninguna medición puede revelar información completa
sobre ese estado; cuanta más información revela la medición, más
se perturba el estado. Este es un principio subyacente de la
criptografía cuántica.
ordenador cuántico universal tolerante a fallos
Un ordenador cuántico universal
tolerante a fallos es el gran desafío de la computación cuántica.
Es un dispositivo que puede realizarcorrecta-mente operaciones
cuánticas universales utilizando componentes poco fiables.
*Un ordenador cuántico universal es una
máquina que puede simular un estado cuántico arbitrario a partir de
un estado cuántico inicial arbitrario.
Si queres practicar estas propiedades podeis entrar en: