Se amplían los límites de velocidad para los ordenadores cuánticos

[El_Andaluz]

La velocidad de los ordenadores cuánticos puede no estar limitada por la energía del sistema físico subyacente que rige la operación de la computadora, según una nueva investigación.

¿Con qué rapidez será capaz de calcular un ordenador cuántico? Aunque versiones completamente funcionales de este avance tecnológico aún no se han construído, un teórico del National Institute of Standards and Technology (NIST) ha demostrado que, si pueden realizarse, puede haber menos límites a su velocidad de lo previsto.

Los hallazgos, descritos como un "experimento de pensamiento" por Stephen Jordan, se refieren a un aspecto diferente de la velocidad de la computación cuántica que otro grupo de investigadores del NIST explorado hace aproximadamente dos años. Mientras que los hallazgos anteriores se referían a la rapidez con la que la información puede viajar entre dos conmutadores en el procesador de una computadora, el nuevo trabajo de Jordan se ocupa de la rapidez con que esos conmutadores pueden pasar de un estado a otro.

La velocidad de inversión es equivalente a la "velocidad de reloj" de los procesadores convencionales. Para hacer cálculos, el procesador envía instrucciones matemáticas conocidas como operaciones lógicas que cambian las configuraciones de los conmutadores. Las CPUs actuales tienen velocidades de reloj medidas en gigahertzios, lo que significa que son capaces de realizar unos pocos miles de millones de operaciones de lógica elemental por segundo.

Debido a que aprovechan el poder de la mecánica cuántica para hacer sus cálculos, los ordenadores cuánticos necesariamente tienen arquitecturas muy diferentes a las máquinas de hoy en día. Sus conmutadores, llamados bits cuánticos o "qubits", serán capaces de representar más que sólo 1 o 0, como hacen los procesadores convencionales; serán capaces de representar múltiples valores simultáneamente, dándoles poderes que no poseen las computadoras convencionales.

El artículo de Jordan desafía conclusiones anteriores sobre lo que los estados cuánticos implican sobre la velocidad del reloj. Según la mecánica cuántica, la velocidad a la que un estado cuántico puede cambiar -y por lo tanto la velocidad a la que un qubit puede conmutar- está limitada por la cantidad de energía que tiene. Mientras que Jordan cree que estos resultados son válidos, varios documentos posteriores a lo largo de los años han argumentado que también implican un límite a lo largo de los años han argumentado que también implican un límite a lo rápido que un ordenador cuántico puede calcular en general.

"A primera vista esto parece bastante plausible", dijo en un comunicado Jordan. "Si usted está realizando más operaciones lógicas, tiene sentido que sus conmutadores tendrían que pasar por más cambios. En los diseños de computación convencional y cuántica, cada vez que ocurre una operación lógica --haciendo que sus conmutadores operen-- el ordenador salte a un nuevo estado".

Usando la matemática de los sistemas cuánticos, Jordan muestra que es posible diseñar una computadora cuántica que no tenga esta limitación. De hecho, con el diseño correcto, dijo, la computadora "podría realizar un número arbitrariamente grande de operaciones lógicas mientras sólo saltaba a través de un número constante de estados distintos".

De manera contraria, en un ordenador cuántico de este tipo, el número de operaciones lógicas realizadas por segundo podría ser ampliamente mayor que la velocidad a la que se puede invertir cualquier qubit. Esto permitiría a los ordenadores cuánticos que abarcan este diseño romper los límites de velocidad sugeridos anteriormente.


¿Qué ventajas podría otorgar esta velocidad de reloj más rápida? Una de las aplicaciones primarias previstas para los ordenadores cuánticos es la simulación de otros sistemas físicos. El límite de velocidad teórico sobre la velocidad de reloj se pensó para colocar un límite superior en la dificultad de esta tarea. Cualquier sistema físico podría considerarse como una especie de computadora, una con una velocidad de reloj limitada por la energía del sistema.El número de ciclos de reloj necesarios para simular el sistema en un ordenador cuántico debe ser comparable al número de ciclos de reloj que el sistema original llevó a cabo.

Sin embargo, estas brechas recientemente descubiertas para el límite de velocidad computacional son una "espada de doble filo". Si la energía no limita la velocidad de una computadora cuántica, los ordenadores cuánticos podrían simular sistemas físicos de mayor complejidad de lo que se pensaba anteriormente. Pero la energía no limita la complejidad computacional de los sistemas naturales, y esto podría hacerlos más difíciles de simular en los ordenadores cuánticos.

Jordan dijo que sus hallazgos no implican que no haya límites a lo rápido que una computadora cuántica podría calcular, pero que estos límites derivan de otros aspectos de la física que simplemente la disponibilidad de energía.

"Por ejemplo, si tomamos en cuenta las limitaciones geométricas, como la densidad de la información que se puede empaquetar y el límite de la rapidez con que se puede transmitir información (es decir, la velocidad de la luz), creo que se pueden hacer argumentos más sólidos" dijo. Eso dirá dónde están los verdaderos límites de la velocidad computacional.

http://www.europapress.es/ciencia/laboratorio/noticia-amplian-limites-velocidad-ordenadores-cuanticos-20170328104759.html

[Anonymatrix]

Las próximas vaginas tecnológicas serán así.

Lo siento, estoy enfermo, pero en lugar de cables, veo pelos.

Por cierto, muy interesante el tema, +1

[Orubatosu]

Yo sigo esperando que hagan uno "de verdad" que funcione realmente.

Los sistemas concretos usados con un solo propósito no pueden considerarse realmente ordenadores