NUEVAS TECNOLOGIAS COMPUTACION CUANTICA Rafael Eduardo Valero Valero Fundación Universidad Jorge...

NUEVAS TECNOLOGIAS

COMPUTACION CUANTICA

Rafael Eduardo Valero Valero

Fundación Universidad Jorge Tadeo LozanoFacultad Admón Sistemas de Información

COMPUTACION CUANTICA

Partícula:

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.

Cantidad pequeñisima de materia con naturaleza independiente.

Ion:

Electrón

Parte de la molécula de los ácidos, bases o sales, cargada eléctricamente. Las moléculas capaces por disolución o fusión de producir se llaman electrolito.

Partícula más pequeña cargada eléctricamente.

Niveles

de energía

Los electrones se distribuyen alrededor del núcleo en varios niveles de energía que se identi-fican con los números n= 1,2,3,4,5,6,7, etc, o número cuán-tico principal, que correspon-de 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

Consecuencias de la dualidad onda-partícula:

Los sistemas físicos pequeños, como los átomos sólo pueden existir en estados de energía discretos.

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.

Las ondas mecánico-cuánticas, pueden superponerse, estas ondas ofrecen una descripción de la posición de una partícula dada.

Puertas

lógico-cuánticas:

Realizan operaciones elemen-tales sobre bits de informa-ción. Mediante tres opera-ciones: NO, COPIAR, e Y.

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.

Átomos de Hidrogeno:

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 búsque-da piso por piso y luego reunir a todos los participantes para com-parar resultados. Esto también lo pueden hacer los aparatos corrientes.

En un mundo cuántico, usted podría crear en forma instantánea tan-tas copias de sí mismo como oficinas haya en el edificio y todas esas inversiones podrían rastrear el maletín a un mismo tiempo y encontrarlo instantá-neamente.

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.

0 1

1 0

A A

A ABSORBE UN FOTON

ESTADO INICIAL

ESTADO FINAL

NOTACIÓN CIRCIUTAL ESTANDAR

PUERTA

COPIAR:

1

1

A A

B ABSORBE UN FOTON

Se basa en la interacción entre dos átomos.

1

0

B B

0

1

ESTADOS INICIALES

ESTADOS FINALES

NOTACIÓN CIRCIUTAL ESTANDAR

PUERTA Y:

11

1

0

0

0

A AAA BB

B ABSORBE UN FOTON

ESTADOS INICIALES

ESTADOS FINALES

NOTACIÓN CIRCIUTAL ESTANDAR

1

10

0

00

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.