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NUEVAS TECNOLOGIAS
COMPUTACION CUANTICA
Rafael Eduardo Valero Valero
Fundación Universidad Jorge Tadeo Lozano
Facultad Admón Sistemas de Información
COMPUTACION CUANTICA
Partícula: Cantidad pequeñisima de materia
con naturaleza independiente.
Fotón:
Partículas que componen las ondas
de luz, es cuánto de energía de las
radiaciones electromagnéticas, el
fotón se mueve a la velocidad de la
luz.
Ion:
Parte de la molécula de los
ácidos, bases o sales, cargada
eléctricamente. Las moléculas
capaces por disolución o fusión de
producir se llaman electrolito.
Electrón
Partícula más pequeña cargada
eléctricamente.
Niveles Los electrones se distribuyen
de energía alrededor del núcleo en varios
niveles de energía que se identifican
con
los
números
n= 1,2,3,4,5,6,7, etc, o número
cuán-tico principal, que corresponde a las letras K,L,M,N,O,P,Q, etc.
La energía va aumentando del
núcleo hacia fuera a medida que
aumenta el valor del número
cuántico principal.
Fenómeno
onda-partícula
Cosas normalmente consideradas
partículas sólidas se comportan
como si fueran ondas, mientras
que cosas que describimos
mediante ondas (sonido o luz) se
comportan en ocasiones como
partículas.
Consecuencias de la dualidad onda-partícula:
Los sistemas físicos pequeños, como los
átomos sólo pueden existir en estados de
energía discretos.
Las ondas mecánico-cuánticas, pueden
superponerse, estas
ondas ofrecen una
descripción de la posición de una partícula
dada.
Puertas
lógico-cuánticas:
Realizan operaciones elementales sobre bits de información. Mediante tres operaciones: NO, COPIAR, e Y.
Átomos de Hidrogeno: Si los fotones del
pulso tienen la
energía exacta que
diferencia el estado
fundamental
del
átomo y el estado
excitado, el electrón
saltará de uno a
otro.
La Lectura del bit almacenado
en un átomo se logra mediante
un pulso láser cuyos fotones
tienen la energía que separa el
estado excitado del átomo, E1, y
un estado excitado aún más
elevado e inestable, E2. Si el
átomo se encuentra en su estado
fundamental, que presenta un 0,
este pulso carece de efecto.
Pero si se halla en el estado E1,
representativo de un 1, el pulso
lo eleva hasta E2. El átomo
retornará entonces a E1,
emitiendo un fotón revelador de
tal estado.
La lectura de bits en un sistema cuántico. Se
empuja al átomo hasta un estado energético
todavía más elevado y menos estable, al que
llamaremos E2. Si el átomo se encuentra en
E1, se excitará hasta E2, pero retornará
rápidamente a E1, emitiendo un fotón.
Si emite un fotón , revelando que es un 1,
como de no emitirlo, indicando que es un 0.
En un edificio de
oficinas debe hallar un
maletín que se le quedó
en una de ellas. Tendría
que recorrer todo el
edificio abriendo una
puerta a la vez. Esto
significa que debería
buscar en secuencias,
tal como lo hace una
computadora clásica.
Podría
acelerar
la
operación organizando
un equipo que lo ayude,
coordinando la búsqueda piso por piso y luego
reunir a todos los
participantes para comparar resultados. Esto
también lo pueden
hacer los aparatos
corrientes.
En un mundo cuántico,
usted podría crear en
forma instantánea tantas copias de sí mismo
como oficinas haya en
el edificio y todas esas
inversiones
podrían
rastrear el maletín a un
mismo
tiempo
y
encontrarlo
instantáneamente.
LOGICA CUANTICA 1. Tres personas en
una camioneta comienzan a golpear el piso
con sus pies. Al sumarse una cuarta, el
vehículo se mueve.
LOGICA CUANTICA 2. Atemorizadas
por el movimiento, las tres primeras
personas dejan de golpear.El vehículo
queda inmóvil.
LOGICA CUANTICA 3. Otras tres
personas comienzan a golpear y la
camioneta vuelve a cimbrar. Esta
interacción se convierte en una especie de
proceso permanente.
PUERTA
NO:
NO solamente entraña la inversión de los
bits: Si A es 0, se convierte en 1, y viceversa,
la negación Puede efectuarse aplicando un
pulso cuya energía sea igual a la diferencia
entre el estado fundamental de A.
ESTADO
INICIAL
ESTADO
FINAL
NOTACIÓN CIRCIUTAL
ESTANDAR
0
1
1
0
A ABSORBE UN FOTON
A
A
Se basa en la interacción entre dos
átomos.
PUERTA
COPIAR:
ESTADOS
INICIALES
NOTACIÓN
CIRCIUTAL
ESTANDAR
ESTADOS
FINALES
1
1
1
B ABSORBE UN FOTON
0
1
0
A
B
A
B
PUERTA Y:
ESTADOS
INICIALES
NOTACIÓN
CIRCIUTAL
ESTANDAR
ESTADOS
FINALES
1
1
1
0
0
0
0
1
0
1
0
0
B ABSORBE UN FOTON
A
B
A
A
B
A
REFERENCIA
• La gran trituradora de números. David H.
Freedman. Revista Discover en Español,
Febrero 1999, páginas 54-59.
• Computación mecánico-cuántica. Seth
Lloyd. Revista Investigación y Ciencia,
Diciembre 1995, páginas 20-26.