La computación cuántica significa un nuevo modelo de computación que sigue las leyes de la mecánica cuántica para regular las unidades de información cuántica y realizar cálculos.
En comparación con la computadora tradicional de propósito general, su modelo teórico es una máquina de Turing universal; el modelo teórico de una computadora cuántica de propósito general es una máquina de Turing universal reinterpretada utilizando las leyes de la mecánica cuántica. Desde la perspectiva de los problemas computables, las computadoras cuánticas solo pueden resolver problemas que las computadoras tradicionales pueden resolver. Sin embargo, en términos de eficiencia de cálculo, debido a la existencia de superposición de la mecánica cuántica, algunos algoritmos cuánticos conocidos pueden manejar problemas más rápido que las computadoras tradicionales de uso general.
El principio de superposición de estados de la mecánica cuántica permite que el estado de una unidad de información cuántica esté en un estado de superposición de múltiples posibilidades, lo que resulta en un mayor potencial para el procesamiento de información cuántica en comparación con el procesamiento de información clásico en términos de eficiencia. Un registro de 2 bits en una computadora común solo puede almacenar uno de cuatro números binarios a la vez, mientras que un registro qubit de 2 bits en una computadora cuántica puede almacenar una superposición de estos cuatro estados al mismo tiempo.
El desarrollo de la computación cuántica
El concepto de computación cuántica fue propuesto por primera vez por P. Benioff del Laboratorio Nacional Argonne a principios de la década de 1980. Propuso que se pueden utilizar sistemas cuánticos de dos niveles. Simular la informática digital. Más tarde, Feynman también se interesó por este problema y comenzó a estudiarlo. Pronunció un discurso en la Primera Conferencia sobre Física de la Computación celebrada en el MIT en 1981, esbozando la visión de realizar cálculos utilizando fenómenos cuánticos.
En 1994, P. Shor, un matemático aplicado de los Laboratorios Bell, señaló que utilizando la computación cuántica, un número entero grande se puede descomponer en factores primos en un tiempo más corto que las calculadoras electrónicas tradicionales. Esta conclusión abre una nueva etapa de la computación cuántica. En agosto de 2019, la investigación en computación cuántica de China logró avances importantes, y los científicos tomaron la iniciativa en la creación de una fuente de fotón único de alto rendimiento.
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