Quantum Computing, what it's for and how it could change the world

Summary

Este video explica los conceptos fundamentales de la computación cuántica de una manera sencilla y accesible. Comienza con la explicación de los bits tradicionales, cómo funcionan los bytes y la transición hacia los qubits, que poseen probabilidades en lugar de valores absolutos. Se detallan las diferencias entre la computación clásica y cuántica, mencionando su potencial en la criptografía y simulación molecular. Aunque la computación cuántica aún está en sus inicios y tiene limitaciones, promete revolucionar campos como la biotecnología, la medicina y la seguridad informática, ofreciendo un futuro de avances extraordinarios en estos sectores.

Takeaways

• 😀 Los computadores funcionan con bits, que son representaciones de cero y uno a nivel eléctrico.
• 😀 Los bits se agrupan en bytes, que son conjuntos de 8 bits, para representar números más grandes.
• 😀 Los qubits son fundamentales en la computación cuántica y pueden representar no solo cero y uno, sino también valores intermedios entre ellos.
• 😀 La computación cuántica se basa en principios de la física cuántica, donde las partículas pueden estar en múltiples estados al mismo tiempo.
• 😀 Los qubits interactúan entre sí a través de la interferencia para calcular probabilidades en lugar de valores absolutos.
• 😀 Los computadores cuánticos necesitan condiciones extremadamente frías y sin interferencia externa para funcionar, alcanzando temperaturas cercanas al cero absoluto.
• 😀 Richard Feynman propuso en los años 60 que los computadores clásicos no serían suficientes para simular fenómenos cuánticos, lo que llevó al desarrollo de la computación cuántica.
• 😀 Las computadoras cuánticas tienen un potencial revolucionario, pero solo algunas empresas como IBM, Google y Rigetti están trabajando en ellas.
• 😀 Los procesadores clásicos tienen limitaciones de miniaturización y eficiencia energética, lo que lleva al desarrollo de nuevos enfoques, como la arquitectura ARM.
• 😀 Los qubits permiten realizar cálculos de probabilidades masivas de forma simultánea, lo que mejora exponencialmente la capacidad de resolver ciertos problemas, como la factorización de grandes números.
• 😀 Aunque la computación cuántica es increíblemente poderosa para ciertos problemas, como la criptografía, no reemplazará a las computadoras clásicas para tareas cotidianas, como navegar por Internet o escribir documentos.

Q & A

¿Qué es un bit y por qué usamos ceros y unos?

Un bit es la unidad básica de información en computación, y usamos ceros y unos porque corresponden a dos estados posibles en un sistema eléctrico: uno representa electricidad pasando a través de un cable (1) y el otro representa la ausencia de electricidad (0).

¿Por qué no usamos un 'dos' o 'tres' en lugar de ceros y unos?

Usamos ceros y unos porque representan dos estados claramente diferenciables en un sistema eléctrico, mientras que con más estados sería más difícil manejar la información de manera eficiente y precisa.

¿Qué es un byte y por qué está compuesto por ocho bits?

Un byte es un conjunto de ocho bits, y fue una decisión histórica para representar valores más grandes que un bit individual, facilitando el manejo de información como números y caracteres.

¿Qué son los qubits y cómo se diferencian de los bits clásicos?

Un qubit es la unidad básica de información en computación cuántica. A diferencia de los bits clásicos, que solo pueden ser 0 o 1, los qubits pueden representar ambos estados al mismo tiempo gracias a un fenómeno llamado superposición, y pueden interactuar entre sí mediante interferencia cuántica.

¿Por qué la física cuántica es tan importante para la computación cuántica?

La computación cuántica se basa en principios de la física cuántica, como la superposición y la interferencia. Estos permiten que los qubits manejen múltiples posibilidades simultáneamente, lo que incrementa enormemente el poder de procesamiento en comparación con los bits clásicos.

¿Qué hace que un computador cuántico sea tan especial?

Lo que hace especial a un computador cuántico es su capacidad para manejar qubits, que pueden estar en varios estados a la vez debido a la superposición cuántica. Esto permite resolver ciertos problemas mucho más rápido que los computadores clásicos, especialmente aquellos relacionados con la probabilidad y la simulación de fenómenos cuánticos.

¿Por qué los computadores cuánticos necesitan estar a temperaturas extremadamente bajas?

Los qubits son muy sensibles a interferencias externas, como la luz y el calor. Para que funcionen correctamente y no pierdan su estado cuántico, los computadores cuánticos deben estar a temperaturas cercanas al cero absoluto, lo que minimiza las perturbaciones y permite que los qubits mantengan su coherencia.

¿Cómo ayuda la computación cuántica en problemas de criptografía?

La computación cuántica puede ayudar a romper los algoritmos de cifrado actuales al poder realizar cálculos de probabilidad a una velocidad extremadamente rápida. Además, puede ser utilizada para crear nuevos métodos de cifrado que son prácticamente imposibles de descifrar mediante métodos tradicionales.

¿Qué es la interferencia cuántica y cómo se aplica en los qubits?

La interferencia cuántica es un fenómeno en el que los estados de los qubits se combinan de manera que algunos se refuerzan (interferencia constructiva) y otros se cancelan (interferencia destructiva). Esto ayuda a que los qubits 'colapsen' hacia un resultado más probable, lo que permite a la computadora cuántica llegar a una respuesta precisa después de procesar múltiples probabilidades.

¿Qué problemas no puede resolver un computador cuántico?

Aunque los computadores cuánticos tienen un potencial impresionante, no reemplazarán a los computadores clásicos en todas las áreas. No son útiles para tareas como navegar por internet o jugar videojuegos, pero son muy eficaces para resolver problemas complejos en áreas como simulación molecular, optimización y criptografía.