Computación Cuántica #3
Cronología
Años 1980
A comienzos de la década de 1980, empezaron a surgir las primeras teorías que apuntaban a la posibilidad de realizar cálculos de naturaleza cuántica.
1981 - Paul Benioff
Las ideas esenciales de la computación cuántica surgieron de la mente de Paul Benioff, quien trabajaba en el Laboratorio Nacional Argonne, en Illinois (Estados Unidos). Imaginó un ordenador tradicional (máquina de Turing) que trabajaba con algunos principios de la mecánica cuántica.
1981-1982 Richard Feynman
Richard Feynman, físico del Instituto de Tecnología de California (Estados Unidos) y ganador del Premio Nobel en 1965, presentó una ponencia durante la Primera Conferencia sobre la Física de la Computación, realizada en el Instituto Tecnológico de Massachusetts(Estados Unidos). Su charla, titulada Simulación de la física con computadoras(Simulating physics with computers), proponía el uso de fenómenos cuánticos para realizar cálculos computacionales y exponía que, dada su naturaleza, algunos cálculos de gran complejidad se realizarían más rápidamente en un ordenador cuántico.
1985 - David Deutsch
David Deutsch, físico israelí de la Universidad de Oxford (Inglaterra) describió el primer computador cuántico universal, es decir, capaz de simular cualquier otro computador cuántico (principio de Church-Turing ampliado). De este modo, surgió la idea de que un ordenador cuántico podría ejecutar diferentes algoritmos cuánticos.[cita requerida]
Años 1990
En esta época la teoría empezó a plasmarse en la práctica: aparecieron los primeros algoritmos cuánticos, las primeras aplicaciones cuánticas y las primeras máquinas capaces de realizar cálculos cuánticos.
1993 - Dan Simon
Desde el departamento de investigación de Microsoft (Microsoft Research), surgió un problema teórico que demostraba la ventaja práctica que tendría un computador cuántico frente a uno tradicional.
Comparó el modelo de probabilidad clásica con el modelo cuántico y sus ideas sirvieron como base para el desarrollo de algunos algoritmos futuros (como el de Shor).
1993 - Charles Benett
Este trabajador del centro de investigación de IBM en Nueva York descubrió el teletransporte cuántico y que abrió una nueva vía de investigación hacia el desarrollo de comunicaciones cuánticas.
1994-1995 Peter Shor
Este científico estadounidense de AT&T Bell Laboratories definió el algoritmo que lleva su nombre y que permite calcular los factores primos de números a una velocidad mucho mayor que en cualquier computador tradicional. Además su algoritmo permitiría romper muchos de los sistemas de criptografía utilizados actualmente. Su algoritmo sirvió para demostrar a una gran parte de la comunidad científica que observaba incrédula las posibilidades de la computación cuántica, que se trataba de un campo de investigación con un gran potencial. Además, un año más tarde, propuso un sistema de corrección de errores en el cálculo cuántico.
1996 - Lov Grover
Inventó el algoritmo de búsqueda de datos que lleva su nombre, algoritmo de Grover. Aunque la aceleración conseguida no es tan drástica como en los cálculos factoriales o en simulaciones físicas, su rango de aplicaciones es mucho mayor. Al igual que el resto de algoritmos cuánticos, se trata de un algoritmo probabilístico con un alto índice de acierto.
1997 - Primeros experimentos
En 1997 se iniciaron los primeros experimentos prácticos y se abrieron las puertas para empezar a ejecutar todos aquellos cálculos y experimentos que habían sido descritos teóricamente hasta entonces. El primer experimento de comunicación segura usando criptografía cuántica se realiza con éxito a una distancia de 23 km. Además se realiza el primer teletransporte cuántico de un fotón.
1998-1999 Primeros cúbits
Investigadores de Los Álamos y el Instituto Tecnológico de Massachusetts consiguen propagar el primer cúbit a través de una solución de aminoácidos. Supuso el primer paso para analizar la información que transporta un cúbit. Durante ese mismo año, nació la primera máquina de 2 cúbits, que fue presentada en la Universidad de Berkeley, California (EE. UU.). Un año más tarde, en 1999, en los laboratorios de IBM-Almaden, se creó la primera máquina de 3 cúbits y además fue capaz de ejecutar por primera vez el algoritmo de búsqueda de Grover.
Año 2000 hasta ahora
2000 - Continúan los progresos
De nuevo IBM, dirigido por Isaac Chuang(Figura 4.1), creó un ordenador cuántico de 5 cúbits capaz de ejecutar un algoritmo de búsqueda de orden, que forma parte del algoritmo de Shor. Este algoritmo se ejecutaba en un simple paso cuando en un computador tradicional requeriría de numerosas iteraciones. Ese mismo año, científicos de Laboratorio Nacional de Los Álamos (EE. UU.) anunciaron el desarrollo de un ordenador cuántico de 7 cúbits. Utilizando un resonador magnético nuclearse consiguen aplicar pulsos electromagnéticos y permite emular la codificación en bits de los computadores tradicionales.
2001 - El algoritmo de Shor ejecutado
IBM y la Universidad de Stanford, consiguen ejecutar por primera vez el algoritmo de Shor en el primer computador cuántico de 7 cúbits desarrollado en Los Álamos. En el experimento se calcularon los factores primos de 15, dando el resultado correcto de 3 y 5 utilizando para ello 1018 moléculas, cada una de ellas con siete átomos.
2005 - El primer Qbyte
El Instituto de Óptica e Información Cuántica de la universidad de Innsbruck (Austria) anunció que sus científicos habían creado el primer qbyte, una serie de 8 cúbits utilizando trampas de iones.
2006 - Mejoras en el control del cuanto
Científicos en Waterloo y Massachusetts diseñan métodos para mejorar el control del cuanto y consiguen desarrollar un sistema de 12 cúbits. El control del cuanto se hace cada vez más complejo a medida que aumenta el número de cúbits empleados por los computadores.
2007 - D-Wave
La empresa canadiense D-Wave Systemshabía supuestamente presentado el 13 de febrero de 2007 en Silicon Valley, una primera computadora cuántica comercial de 16 cúbits de propósito general; luego la misma compañía admitió que tal máquina, llamada Orion, no es realmente una computadora cuántica, sino una clase de máquina de propósito general que usa algo de mecánica cuántica para resolver problemas.[cita requerida]
2007 - Bus cuántico
En septiembre de 2007, dos equipos de investigación estadounidenses, el National Institute of Standards (NIST) de Boulder y la Universidad de Yale en New Haven consiguieron unir componentes cuánticos a través de superconductores.
De este modo aparece el primer bus cuántico, y este dispositivo además puede ser utilizado como memoria cuántica, reteniendo la información cuántica durante un corto espacio de tiempo antes de ser transferido al siguiente dispositivo.
2008 - Almacenamiento
Según la Fundación Nacional de Ciencias(NSF) de EE. UU., un equipo de científicos consiguió almacenar por primera vez un cúbit en el interior del núcleo de un átomo de fósforo, y pudieron hacer que la información permaneciera intacta durante 1,75 segundos. Este periodo puede ser expansible mediante métodos de corrección de errores, por lo que es un gran avance en el almacenamiento de información.
2009 - Procesador cuántico de estado sólido
El equipo de investigadores estadounidense dirigido por el profesor Robert Schoelkopf, de la Universidad de Yale, que ya en 2007 había desarrollado el Bus cuántico, crea ahora el primer procesador cuántico de estado sólido, mecanismo que se asemeja y funciona de forma similar a un microprocesador convencional, aunque con la capacidad de realizar solo unas pocas tareas muy simples, como operaciones aritméticas o búsquedas de datos.
Para la comunicación en el dispositivo, esta se realiza mediante fotones que se desplazan sobre el bus cuántico, circuito electrónico que almacena y mide fotones de microondas, aumentando el tamaño de un átomo artificialmente.
2011 - Primera computadora cuántica vendida
La primera computadora cuántica comercial es vendida por la empresa D-Wave Systems, fundada en 1999, a Lockheed Martin por 10 millones de dólares.[8]
2012 - Avances en chips cuánticos
IBM anuncia que ha creado un chip lo suficientemente estable como para permitir que la informática cuántica llegue a hogares y empresas. Se estima que en unos 10 o 12 años se puedan estar comercializando los primeros sistemas cuánticos.[9]
2013 - Computadora cuántica más rápida que un computador convencional
En abril la empresa D-Wave Systems lanza el nuevo computador cuántico D-Wave Two el cual es 500 000 veces superior a su antecesor D-Wave One, con un poder de cálculo de 439 cúbits. Realmente el D-Wave Two tuvo graves problemas finalmente, dado que no tenía las mejoras de procesamiento teóricas frente al D-Wave One.[10] Este fue comparado con un computador basado en el microprocesador Intel Xeon E5-2690 a 2.9 GHz, teniendo en cuenta que lo obteniendo, es decir, el resultado en promedio de 4000 veces superior.[11]
En 2016, Intel trabaja en el dominio del silicio por el primer ordenador cuántico[12]
En mayo de 2017, IBM presenta un nuevo procesador cuántico comercial, el más potente hasta la fecha[13] de 17 cúbits.[14]
2019 - Primer ordenador cuántico para uso comercial
En el CES de 2019, IBM presentó el IBM Q System One, el primer ordenador cuántico para uso comercial. En el mismo se combina tanto la computación cuántica como «tradicional» para ofrecer un sistema de 20 qubits para su utilización en investigaciones y grandes cálculos.[1]
El 18 de septiembre, IBM anunció que lanzará pronto su decimocuarto ordenador cuántico de 53 qubits, el más grande y potente de forma comercial hasta la fecha.[15]
El 20 de septiembre, el Financial Timespublicó por primera vez «Google afirma haber alcanzado la supremacía cuántica».[16]
2022 - Procesador cuántico de 433 bits cuánticos o cúbits
El 9 de noviembre de 2022, en el marco del IBM Quantum Summit, presentó Osprey, su procesador cuántico de 433 cúbits.
¿Que se debe estudiar para conocer la computación cuántica?
Interesante tema.
ResponderBorrarInteresante!
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