Computación cuántica

Insisto con este tema, es difícil de entender, es al pedo entenderlo :D y para colmo no sirve para tanto, pero me llamó la atención la fanfarria que se armó con una empresa que empezó a anunciar que tenían un modelo "vendible" de un procesador "cuántico", parece hollywoodense, como que por ser así va a ser tan pero tan poderoso que dejaría chiquititas a las PCs actuales y un bla bla indescifrable para justificarlo. (lo que se comentaba es que resolvía problemas NP-Completos)

Por eso me puse a leer, a tratar de entender de que se trata y para saber si realmente era posible, la cuestión es que no sólo no es una computadora cuántica real la que han hecho, si no que en vez de llevar la velocidad al infinito como mucho la duplica (por el algoritmo que utiliza), algo que es, obviamente, una desilusión para muchos, pura publicidad, pura nota falsa en los medios para llegar a la conclusión de que dicha empresa "nunca dijo" lo que los medios dijeron. Es el problema de generar demasiadas expectativas sobre algo que nadie entiende, por ende cualquiera escribe lo que se le canta. (Ver FAQ oficial y The Economist que publicó cualquiera y la recogieron el resto de los medios)

Es un tema super-nerd-aburrido, pero lo increíble es que luego de leer 20 papers sigo sin entender un carajo :D.



Por lo menos un poco de la teoría la entiendo, una de las particularidades de la física cuántica es el hecho de poder predecir ciertos comportamientos de un átomo y jugar con las "probabilidades" de que eso sea así, por ende uno podría predecir que un átomo pasará por tal lugar o estado con un XX por ciento de probabilidad y tener cierta seguridad de que así será, si uno busca acotar el rango de lo que necesita puede llegar a un alto porcentaje de acierto. Pero exacto exacto, nunca :D Es decir, podemos saber donde estará, pero no cuando, o alrevés :D

La idea atrás de una computadora cuántica es aprovechar las "probabilidades" y el "spin" de un átomo, si se los acomoda de cierta manera y se los acota lo suficiente (aislándolos de cualquier otra influencia) se los puede usar como una computadora y realizar ciertas operaciones como si fuese una máquina de Turing indeterminística.

Ahora bien, no usa bits, usa "qubits", y no tienen un par de estados, pueden tener todos a la vez :P, ahí es donde se va a la mierda la visión binaria que tenemos habitualmente de estos temas, para colmo el estado se define con una función, ya no con un 1 y un cerito, entonces tenemos n estados y todos a la vez, lo que importa es la probabilidad de que ese sea el correcto. El qubit puede tener un valor 1 o 0 como los clásicos Bits, pero a la vez una superposición de éstos,

Un procesador cuántico tendrá entonces una entrada y una salida, que puede darse, en la teoría, en el mismo instante, porque así funciona esto :D el resultado es probable que ya esté listo antes de cargar los datos, jejeje, probable es! aunque poco, pero lo es.

Los problemas de toda esta teoría extraña es que aislar el sistema, ingresarle información y sacarla de ahí es lo más complicado de todo, tan complicado y tan improbable que sonaba raro que lo hubiesen logrado y que, si lo hicieron, podrían resolver algo con ese sistema, debido a las características de funcionamiento.

¿donde serviría una computadora cuántica? principalmente en resolver algoritmos de encriptación, una clave RHA-1 sería resuelta en un instante porque todas las posibilidades serían probadas en un lapso infinitesimal de tiempo, claro, eso en la teoría, en la realidad es mucho más complicado, si se lo acota demasiado al sistema se pierde esa velocidad infinita y se termina en lo que tienen actualmente, una computadora con 16 qubits que sólo dobla la velocidad para resolver lo mismo, para colmo su aplicación es casi nula, resolver sudokus!!!! y no mucho más, una porquería en el sentido práctico, una inmensidad en el sentido científico.

Por ejemplo, con tan sólo cien qubits podríamos manejar una dimensión de 10 90 (en el espacio de Hilbert), una computadora tradicional debería manejar matrices enormes y el tiempo para resolver todas las combinaciones sería exponencial. Una computadora cuántica lo podría resolver en el instante ya que cada estado está representado y no necesita mucho más. Es la diferencia potencial para este tipo de problemas, cada qubit puede contener cada estado hasta el mínimo detalle, una PC, por ejemplo, podría simular el trabajo de una computadora cuántica hasta cierto punto.

Piensen, 500 qubits serían 2500 estados simultáneos, algo que no podría resolver de forma trivial una computadora común. La superposición le da ese paralelismo tan particular.

El primer algoritmo que se puede resolver con una computadora cuántica es el de Shor, que sirve para factoreo de números grandes (en el orden de 10200, enteros) y ahí es donde se "codea" con las encripciones, el sistema RSA se basa, justamente, en lo difícil que es factorear numeros grandes... pero si se quiere "romper" la encripción con un computador cuántico, duraría segundos dicha seguridad. Pero, a la vez, se puede utilizar para hacer una key mucho más grande para la encripción. También se puede aplicar para simulación de experimentos relacionados con la mecánica cuántica y logaritmos.

Hay muchos algoritmos más que pueden pasar por una computadora cuántica, computadora cuántica universal, algoritmo de Shor, algoritmo de Grover, algoritmo de Deutsch-Jozsa, transformación Fourier cuántica, quantum gate, algoritmo adiabático cuántico y corrección de error cuántica.

La comprensión de este tema, en su totalidad, no es precisamente mi virtud :D y eso que he leído varios artículos, pero los más "comprensibles" serían, en tal caso, el de Wikipedia (clásico, bueno, completo) pero hay otros que detallo:

The Quantum Computer, de Jacob West es una introducción bastante buena y que no está muy actualizada (es del 2000) pero demuestra que la teoría está desde hace rato, sólo le faltaría una actualización sobre los temas actuales.

También hay un weblog de un estudiante de la UBA que colecciona toda la información posible sobre este tema que da vueltas por la red, estaría bueno que pase a darnos una explicación más acabada sobre el tema, aunque pocos la entiendan, jeje.

Desde ya que la computación cuántica está en su etapa embrionaria, todavía no le encuentran la utilidad real cuando se encuentran más y más problemas para utilizarla para lo que si se conoce, es que es un tema muy joven, tengan en cuenta que recién se empezó a sugerir la posibilidad hace 30 años y la mecánica cuántica tiene otros 30 más, Einsten la rechazaba porque se negaba a creer que "Dios jugaba con los dados" (por el tema de las probabilidades) y murió buscando la ecuación que englobe todo para evitar caer en la mecánica cuántica.

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Comentarios

  • G-Fer    

    Dos cosas:

    1. No es "encripción", es "encriptación".

    2. Einstein no rechazaba la mecánica cuántica en general (la consideraba incompleta), solo la formulación del Principio de Indeterminación de Heisenberg. Fue sobre esta última que Einstein dijo la frase que citás en el post.

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  • Esteban    

    Me voy a leer los post escatologicos de las novias que no cagan y vuelvo

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  • Danbat    

    Es abrumador pensar en semejantes términos. ¿Cómo lográs encontrar la solución que buscás en 2<sup>500</sup> combinaciones? Es un poco como decir "el arbol que buscás existe, solo hay que encontrarlo en el gigantesco bosque que se extiende ante tus pies".

    Uno que es un tanto afín a la ciencia ficción en su aspecto astronáutico, cuando pensaba en lo que implicaba para una nave espacial un viaje donde tendría que hacer cálculos en cantidades astronómicas (¡cuak!), de pronto con una computadora cuántica ya no se lo ve como un delirio producto de un alucinógeno azucarado.

    Qué obsoleta quedaron las AC de Asimov con sus pasillos llenos de relés...

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  • Juan Topo    

    Whau, está jodida la cosa. No lo entiendo ni con "Quantum physic for dummies". Es muy primitiva mi mente :s

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  • Ya voy advirtiendo... no pienso dar soporte gratuito (ni pago) de windows corriendo con procesadores cuánticos.

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  • Oxono    

    La verdad que es cuasi mágico si alguna vez llega a funcionar pero poco práctico para el usuario medio :D

    Ahora, ponele, todo muy técnico pero cuantos FPS me tiraría en FEAR?

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  • LocoMaxi    

    Y... si tuviera una de esas calcularía las probabilidades de los números que van a salir en el Quini 6, y con la guita que ganaría del Quini me compro otra más y me pongo a comprobar las probabilidades de la suba y baja de acciones de las distintas bolsas. Una vez que haya hecho suficiente dinero voy compro Microsoft, Google, hago todo el Soft de ambas empresas GPL y me voy a vivir a una mansión en una isla del caribe con un harén de supermodelos.

    :D

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  • jonaaaa    

    Por esto es que Will Smith le dispara entre medio de las cejas a la nena con el libro de física cuántica en MIB. :D
    Lo de las claves me lo contó un profesor que tenía. Me dijo algo así como que las cantidades de claves posibles crecen exponencialmente y con una computadora actual el crecimiento de los intentos para probar si la sacas crece polinomicamente, o sea mucho más despacio. Era una onda así, no le entendí mucho ja.

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  • LuCh0    

    Esto es como MUY zarpado...Guiño

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  • cuando logren crearlo definitivamente, las computadoras se apoderan del mundo, mas de lo que ya lo hicieron.

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  • Chory.ar    

    Una preguntita... te va a compilar el kernel de linux ???

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  • Leí el título y mi cerebro me suplicó que no entrara.

    Pero respeto que hayas escrito tantos párrafos. :P

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  • diego    

    la van a crear, le van a encontrar alguna aplicacion que sirva para nosotros los mediocres, van a valer una bola de mosca, van a venir un par de limoncitos argentos, van a crackear el S.O y va a terminar en lo de siempre, todos jugando counter strike

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  • Edwin    

    es logico Fabio: cualquiera escribe lo que se le<strong> canta</strong> porque hablan de <strong> "cuantos" </strong>

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  • myNick    

    Es decir, anuncian algo que no es cierto.

    Sigo. Marketing: el arte de la mentira.

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  • Javier    

    Hasta el tercer párrafo entendí!!! Leo un ratito más a ver si puedo avanzar y sino me sigo dedicando al fútbol!
    Buenisimo este blog! Un abrazo

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  • Fabio    

    yo avisé que venía complicada la cosa!! :D:D pero como varios insistieron en la nota... ahora se quejan :P

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  • MaxD    

    Me sale un comentario que podría tildarse de machista, pero bueno:

    ¿No es así como funciona el <i>celebro</i> de las mujeres?

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  • Con respecto al cerebro de las mujeres, la importancia no radica en CÓMO, sino CON QUÉ.

    Y funcionan a base de chocolate.

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  • tere    

    Agárrense con el blog del estudiante de la UBA! Después de infructuosos intentos de comprensión siento que llegó mi fecha de vencimiento...prescribí!!!

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  • garci    

    Fabio, muy interesante el articulo.. Solo una cosa, los atomos en sí no se comportan de manera cuantica. A lo sumo electrones o partículas mas pequeñas. De hecho, el spin +1/2 o -1/2 (no podían hacerlo +1 o -1, no Guiño ) es una de las caracteristicas fundamentales del electron.
    Cuando empezas a ver el tema de espacios de Hilbert, las ecuaciones de onda del electron y para colmo todo tiene un toque de distribuciones de probabilidad.. se va todo al carajo y no se entiende mas nada. Pero bueh, es interesante pa leer y leer.

    Si alguna vez llegas a cruzarte algun libro de Richard Feynman, te lo recomiendo. Es uno de los mejores autores y profesores de fisica! Zarpado!

    Muy bueno el esfuerzo de acercar a todos un poco el tema de la computacion Quantica!

    Saludos

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  • G-Fer    

    <em>Me dijo algo así como que las cantidades de claves posibles crecen exponencialmente y con una computadora actual el crecimiento de los intentos para probar si la sacas crece polinomicamente, o sea mucho más despacio.</em>

    Esa es la diferencia de las computadoras cuánticas, que pueden realizar cálculos de NP-completos en <a href="http://en.wikipedia.org/wiki/Polynomial_time">tiempo polinómico</a>.

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  • juanpa    

    Dios no juega a los dados con el universo, sino al revés. Si la mecánica cuántica es correcta, entonces el universo juega a los dados con todo, incluido Dios.

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  • wornaki    

    La persona que escribe el blog en blogspot es alumno de la UNR (Universidad Nacional de Rosario) en ciencias de la computación.

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  • Facundo84    


    Entonces vamo a tener que cambiar todo, no ?
    Hay que tener cuidado si encendemos una de esas maquinas cuatica, te puede chupar para otra dimenciones o generar un campo electromanetico re guerte y o lo que es peor destruir la Tierra
    Con esa cosa no jode....viteh

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  • Claaaaaaaro, te chupa, tal cual se lo chupó a Homero Simpson en "Homero 3D"

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  • Pablo    

    Hablando un poco en serio, esto de la computacion cuantica es un divague intelectual de cientificos y tecnicos en pos de imitar o superar al cerebro humano, fin ultimo de la tecnologia computacional. Jamas llegaran a ese fin hasta que acepten como punto de partida que el cerebro no es un dispositivo digital, sino totalmente analogico, por lo cual hay todavia mucho camino por "desandar".
    Saludos a todos los que entendieron esta idea...!!! y a los otros tambien...

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  • Hola, sólo paso a corregir algo: gracias por linkear mi blog, pero era estudiante de la UNR, no de la UBA (y actualmente no estoy ni en la UBA ni en la UNR, sino en Francia).
    En los últimos posts del blog he intentado invitar a otros investigadores en computación cuántica a divulgar sus temas, espero les guste.
    Saludos!

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  • yacteka    

    creo que la comunidad cientifica, y la humanidad en general, deben enfocarse en este campo. Cuando la ciencia descubra los secretos acerca de como funciona la paradoja EPR, el mundo que conocemos va a cambiar definitivamente, será un antes y un despues.
    Al margen de las nuevas y extremadamente formidables aplicaciones que le darán al uso de la teletransportación de información, surgirán nuevos descubrimientos relacionados que abrirán un nuevo horizonte a la raza humana.

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  • pero que manera de hablar boludeces sin sentido!!!!

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