En el siglo XX, cuando empezamos a observar la naturaleza a escala atómica y subatómica, quedó claro que los modelos clásicos eran insuficientes para predecir propiedades a pequeñas distancias. En lugar de ello, se necesita un modelo cuántico que introduzca propiedades increíbles que eventualmente se verifiquen en la naturaleza:
Los modelos clásicos pueden describir sistemas de partículas u ondas, pero se trata de fenómenos completamente diferentes. En el modelo cuántico, la materia exhibe propiedades de onda y partícula. Este comportamiento permite que sistemas como los imanes estén en una superposición cuántica con dos direcciones de polarización clásicas (por ejemplo, ¿ir? ¿o? ¿siguiente?), simultáneamente. ¿Ir? Entonces qué. ¿Próximo? Polarización. ¿Es posible tener un país multiministerial? ¿Confundido? , mostrando correlaciones más fuertes de las que permite la teoría clásica.
En el siglo XX, utilizamos modelos cuánticos para diseñar nuevas tecnologías como transistores y láseres que cambiaron fundamentalmente nuestras vidas. Ahora, en el siglo XXI, estamos empezando a explotar las propiedades cuánticas para construir nuevas computadoras y nuevos dispositivos de comunicación. Esto requiere una forma completamente diferente de pensar sobre cómo resolver problemas informáticos, especialmente lo difícil que es resolver ciertos problemas.
Éstas son preguntas profundas y de importancia práctica. La criptografía nos permite mantener información confidencial que contiene información sensible como datos financieros o de salud, basándose en requerir que cualquier persona que no sea personal autorizado realice cálculos muy difíciles para robar la información. Nuestra concepción actual de la dificultad se basa en modelos clásicos. En el mundo cuántico, muchos cálculos clásicos son en realidad muy sencillos.
Una de las aplicaciones directas de los dispositivos cuánticos es simular la naturaleza computando las propiedades y el comportamiento de sistemas químicos y dispositivos físicos a nivel cuántico. Estas se encuentran entre las simulaciones más difíciles disponibles actualmente en computadoras clásicas. Las computadoras cuánticas pueden cambiar las reglas del juego, permitiendo modelados más realistas en escalas de tiempo reales. Estas simulaciones podrían tener amplias implicaciones para el diseño de fármacos, la generación de energía sostenible y el desarrollo de nuevos materiales, por ejemplo.