Componentes

Elementos de la computación cuántica

a)    El bit cuántico "qubit"

Un qubit o cubit (del inglés quantum bit, bit cuántico) es un sistema cuántico con dos estados propios y que puede ser manipulado arbitrariamente.

El elemento básico de la computación cuántica es el bit cuántico o qubit (quantum bit por sus siglas en inglés), un qubit representa ambos estados simultáneamente, un "0" y un "1" lógico. Un vector de dos qubits, representa simultáneamente, los estados 00, 01, 10 y 11; un vector de tres qubits, representa simultáneamente, los estados 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, y 111; y así sucesivamente. Es decir un vector de n qubits, representa a la vez 2n estados. Cualquier sistema cuántico con dos estados discretos distintos puede servir como qubit, un espín de electrón que apunta arriba o abajo, o un espín de fotón con polarización horizontal o vertical.

b)   Entanglement

La capacidad computacional de procesamiento paralelo de la computación cuántica, es enormemente incrementada por el procesamiento masivamente en paralelo, debido a una interacción que ocurre durante algunas millonésimas de segundo.  Este fenómeno de la mecánica cuántica es llamado “entanglement”.

c)    Tele transportación cuántica

La tele transportación cuántica es la posibilidad de “transmitir qubits sin enviar qubits”. En la computación tradicional para transmitir bits, estos son clonados o copiados y luego enviados. En la computación cuántica no es posible clonar, copiar, o enviar qubits de un lugar a otro como se hacen con los bits.

Si enviamos un qubit, el receptor no podrá leer su estado con certidumbre, cualquier intento de medida podría modificar el estado del qubit, por lo tanto se perdería su estado, imposibilitando su recuperación. La tele transportación cuántica, resuelve este problema, esta se basa en el “entanglement” para poder transmitir un qubit sin necesidad de enviarlo. El emisor y el receptor poseen un par de qubits “enredados” (entangled). Entonces el qubit es transmitido desde el emisor, desaparece del emisor y el receptor tiene el qubit tele transportado.

d)   Criptografía cuántica

Es la criptografía que utiliza principios de la mecánica cuántica para garantizar la absoluta confidencialidad de la información transmitida. Las actuales técnicas de la criptografía cuántica permiten a dos personas crear, de forma segura, una propiedad única de la física cuántica para cifrar y descifrar mensajes.

La dificultad de factorizar los números grandes es propia de la computadora clásica pero una computadora cuántica demora solo unos minutos en hacerlo a diferencia de una clásica que demoraría cientos de años en hacerlo por eso las nuevas técnicas de encriptación se basan en la computación cuántica.