| dc.description.abstract | [ES] La clave del progreso en el manejo de la información tal y como la conocemos con los
ordenadores clásicos viene de la reducción cada vez mayor del tamaño de los
transistores. Sin embargo, los transistores están acercándose a unos tamaños que
parecen sugerir que el límite de dicha reducción está cerca.
Al menos, esto podría haberle parecido a Paul Benioff, que en 1981 propuso el utilizar
las leyes de la mecánica cuántica en el ámbito de la computación digital, de manera
que se sustituirían los bits, cuyos valores 0 o 1 estarían controlados por el paso (o no)
de corrientes, por qubits, sistemas cuánticos que además podrían estar un estado de
superposición de ambos autoestados.
Desde entonces, grandes avances se han ido haciendo en este campo, sobre todo
desde un punto de vista teórico. Estos avances predicen unas aplicaciones
sorprendentes para los ordenadores cuánticos, aunque aún parece relativamente
lejano el llegar a construir un ordenador cuántico lo suficientemente estable y potente
como para poder obtener algunos de estos resultados.
Aun así, en este trabajo pretendemos explicar que consecuencias conllevaría la
construcción de ordenadores cuánticos con el suficiente número de qubits. Para ello
intentaremos entender, explicar y simular el comportamiento de un ordenador cuántico
desde el principio, (preparación de los qubits,) hasta el final (obtención de los
resultados).
Por otro lado, los ordenadores cuánticos se pueden construir bajo muchos
paradigmas, pero en este trabajo nos centraremos en tipo de ordenador cuántico
concreto, the quantum gate array computer.
Este trabajo está basado en esencia en el artículo titulado "Undergraduate
computational physics projects on quantum computing, American Journal of Physics
83, 688 (2015); doi: 10.1119/1.4922296", en donde se propone la realización de un
conjunto de proyectos de complejidad creciente que ilustran las principales
características de un ordenador cuántico. En estos proyectos se trata de escribir una
serie de programas que simulan virtualmente (en un ordenador clásico) el
funcionamiento de un ordenador cuántico. Los algoritmos concretos para la realización
de los programas no se suministran en dicho artículo (únicamente hay algunas
sugerencias), sino que son originales propios.
Finalmente, cabe destacar como objetivo secundario el familiarizarse con el lenguaje
de programación Mathematica, el cual ha sido utilizado para llevar a cabo todas las
simulaciones de este trabajo. El trabajo, a su vez, ha sido construido de manera que
sea fácilmente entendible sin necesidad de saber programar con Mathematica,
atendiendo más al pseudocódigo que al código. No obstante, en el apéndice final se
incluye una explicación de cada una de las funciones utilizadas a lo largo del trabajo
en orden de aparición, por si también se quiere entender el código paso a paso. | |
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