¿Qué es la computación cuántica y por qué cambiará el mundo?

Summary

El video explora la evolución de las computadoras desde sus enormes inicios hasta la computación cuántica moderna. Se explica cómo la invención del transistor permitió reducir el tamaño de las computadoras, y cómo la física cuántica rompió con las leyes tradicionales, dando paso a conceptos como la superposición y el entrelazamiento. La computación cuántica, basada en cubits, promete superar las limitaciones de las computadoras tradicionales al permitir operaciones simultáneas. Se destacan avances históricos y actuales, como la supremacía cuántica alcanzada por Google, y se discuten los desafíos y oportunidades futuras en esta fascinante tecnología.

Takeaways

• 😀 Las primeras computadoras eran gigantescas y pesaban toneladas, pero el desarrollo del transistor permitió reducir su tamaño considerablemente.
• 😀 Los transistores actuales son tan pequeños que 10.000 caben en el grosor de un solo cabello humano.
• 😀 La computación cuántica se basa en principios de la física cuántica, un campo que desafía las leyes de la física clásica.
• 😀 Max Planck introdujo la idea de los 'cuantos', unidades de energía que permiten entender fenómenos subatómicos, como la catástrofe ultravioleta.
• 😀 En la física cuántica, conceptos como la superposición permiten que una partícula esté en múltiples estados a la vez, como un gato que puede estar vivo y muerto simultáneamente.
• 😀 El entrelazamiento cuántico permite que dos partículas estén conectadas, incluso a distancias muy grandes, de forma que si una cambia, la otra también lo hace.
• 😀 La interferencia cuántica permite que las partículas interactúen de manera que aumenten o cancelen sus efectos, lo que puede ser aprovechado en computación.
• 😀 El principio de incertidumbre de Heisenberg establece que no podemos conocer con precisión todos los aspectos de una partícula subatómica en un momento dado.
• 😀 Las computadoras cuánticas utilizan cubits en lugar de bits, lo que les permite realizar operaciones simultáneas gracias a la superposición y el entrelazamiento.
• 😀 Empresas como IBM, Google y Microsoft están desarrollando herramientas para programar en computadoras cuánticas, utilizando lenguajes como Python o C#.
• 😀 La computación cuántica ha avanzado significativamente desde sus inicios, alcanzando hitos como la supremacía cuántica anunciada por Google en 2019.
• 😀 A pesar de los avances, las computadoras cuánticas aún enfrentan desafíos como mantener temperaturas extremadamente bajas para evitar interferencias, pero los descubrimientos en materiales podrían cambiar este panorama.

Q & A

¿Por qué las primeras computadoras eran tan grandes?

Las primeras computadoras eran enormes debido a la tecnología que usaban, como los tubos de vacío, que ocupaban grandes espacios y pesaban toneladas. Solo con la invención del transistor se pudo reducir su tamaño.

¿Cómo afectó la invención del transistor a la computación?

El transistor permitió reemplazar los tubos de vacío, lo que permitió reducir drásticamente el tamaño de las computadoras, hasta llegar a dispositivos tan pequeños como los que caben en un bolsillo o muñeca.

¿Qué es la catástrofe ultravioleta y cómo se resolvió?

La catástrofe ultravioleta era un fenómeno donde las leyes de la física clásica predecían que todos los cuerpos emitirían una gran cantidad de radiación ultravioleta, lo cual no era cierto. Max Planck propuso que la energía no es continua, sino que se transmite en 'cuantos', lo que resolvía este problema.

¿Qué significa que la energía en el mundo cuántico sea cuantizada?

En el mundo cuántico, la energía no es continua, sino que toma valores discretos o 'cuantos'. Esto significa que, por ejemplo, una partícula puede pasar de un estado energético a otro sin recorrer los estados intermedios.

¿Qué descubrimiento realizó Niels Bohr sobre los electrones en los átomos?

Niels Bohr propuso que los electrones giran en órbitas específicas alrededor del núcleo, y que pueden saltar entre estas órbitas absorbiendo o liberando energía, un fenómeno que también es cuantizado.

¿Qué es el principio de superposición en el mundo cuántico?

La superposición es un principio que dice que, en el mundo cuántico, una partícula o sistema puede estar en múltiples estados a la vez, como el famoso ejemplo del gato que está vivo y muerto simultáneamente hasta que se observe.

¿Qué es el entrelazamiento cuántico?

El entrelazamiento cuántico es cuando dos partículas cuánticas están tan fuertemente correlacionadas que el estado de una afecta instantáneamente al estado de la otra, sin importar la distancia que las separe.

¿Cómo funciona el principio de la incertidumbre de Heisenberg?

El principio de la incertidumbre dice que no se puede conocer simultáneamente la posición y la velocidad exacta de una partícula subatómica, ya que al medir una de estas propiedades, se altera la otra.

¿Cuál es la principal diferencia entre las computadoras tradicionales y las computadoras cuánticas?

La principal diferencia es que las computadoras tradicionales usan bits, que pueden estar en uno de dos estados (0 o 1), mientras que las computadoras cuánticas utilizan cubits, que pueden estar en varios estados simultáneamente gracias a la superposición.

¿Por qué las computadoras cuánticas deben estar a temperaturas extremadamente bajas?

Las computadoras cuánticas deben estar a temperaturas cercanas al cero absoluto para minimizar la interferencia y controlar los estados de los cubits de manera precisa, lo que garantiza que los cálculos cuánticos sean correctos.