Computación cuántica

La computación cuántica es un paradigma de computación distinto al de la computación clásica. Se basa en el uso de qubits en lugar de bits, y da lugar a nuevas puertas lógicas que hacen posibles nuevos algoritmos.Una misma tarea puede tener diferente complejidad en computación clásica y en computación cuántica, lo que ha dado lugar a una gran expectación, ya que algunos problemas intratables pasan a ser tratables. Mientras un computador clásico equivale a unamaquina de Turing , un computador cuántico equivale a una máquina de Turing.

A medida que evoluciona la tecnología, aumenta la escala de integración y caben más transistores en el mismo espacio; así se fabrican microchips cada vez más pequeños, y es que, cuanto más pequeño es, mayor velocidad de proceso alcanza el chip.Sin embargo, no podemos hacer los chips infinitamente pequeños. Hay un límite en el cual dejan de funcionar correctamente. Cuando se llega a la escala de nanómetros, los electrones se escapan de los canales por donde deben circular. A esto se le llama efecto tunel.

La idea de computación cuántica surge en 1981, cuando Paul Benioff expuso su teoría para aprovechar las leyes cuánticas en el entorno de la computación. En vez de trabajar a nivel de voltajes eléctricos, se trabaja a nivel de cuanto.
En la computación digital, un bit sólo puede tomar dos valores: 0 ó 1. En cambio, en la computación cuántica, intervienen las leyes de la mecánica cuántica, y la partícula puede estar en superposición coherente: puede ser 0, 1 y puede ser 0 y 1 a la vez . Eso permite que se puedan realizar varias operaciones a la vez, según el número de qubits.

Uno de los obstáculos principales para la computación cuántica es el problema de la decoherencia cuántica, que causa la pérdida del caracter unitario (y, más específicamente, la reversibilidad) de los pasos del algoritmo cuántico. Los tiempos de decoherencia para los sistemas candidatos, en particular el tiempo de relajación transversal (en la terminología usada en la tecnología de resonancia magnética nuclear e imaginería por resonancia magnética) está típicamente entre nanosegundos y segundos, a temperaturas bajas. Las tasas de error son típicamente proporcionales a la razón entre tiempo de operación frente a tiempo de decoherencia, de forma que cualquier operación debe ser completada en un tiempo mucho más corto que el tiempo de decoherencia. Si la tasa de error es lo bastante baja, es posible usar eficazmente la corrección de errores cuánticos, con lo cual sí serían posibles tiempos de cálculo más largos que el tiempo de decoherencia y, en principio, arbitrariamente largos. Se cita con frecuencia una tasa de error límite de 10-4, por debajo de la cual se supone que sería posible la aplicación eficaz de la corrección de errores cuánticos.

CONDICIONES:
El sistema ha de poder inicializarse, esto es, llevarse a un estado de partida conocido y controlado.
Ha de ser posible hacer manipulaciones a los qubits de forma controlada, con un conjunto de operaciones que forme unconjunto universal de prubas logicas (para poder reproducir cualquier otra puerta lógica posible).
El sistema ha de mantener su coherencia cuántica lo largo del experimento.
Ha de poder leerse el estado final del sistema, tras el cálculo.
El sistema ha de ser escalable: tiene que haber una forma definida de aumentar el número de qubits, para tratar con problemas de mayor coste computacional.

23 de marzo de 2011

Nuevo gigante informático en la Universitat de València

       (960 GB memoria compartida)
Bautizado como Lluís Vives -en homenaje al humanista y filósofo-, el SUPERORDENADOR SGI Altix UV 1000 sustituye desde ahora al antiguo César, el primer ordenador con una potencia de cálculo de 480 Gigaflops que en 2004 permitió a los investigadores de la Universitat de València analizar fenómenos astrofísicos detectados por cualquiera de los observatorios instalados en Europa, Estados Unidos o Japón. "La incorporación del Lluís Vives supone doblar la potencia de cálculo con un coste energético cinco veces inferior", explica ahora el profesor Vicente Quilis, del departamento de Astronomía y Astrofísica, uno de los principales usuarios de este tipo de ordenadores.

La llegada del SGI Altix UV 1000 supone el inicio de una nueva etapa, fundamentalmente por la simplificación en el uso y la reducción del consumo de recursos que implica", ha explicado el padre del proyecto, José Antonio Vázquez, responsable del Servicio de Informática de la Universitat, con 85 técnicos. El Lluís Vives es un gigante con una potencia de cálculo de 1,4 Teraflops, lo que supone "más del doble de la potencia de cálculo del César, y la capacidad de realizar 1,4 billones de instrucciones por segundo".La llegada del SGI Altix UV 1000 supone el inicio de una nueva etapa, fundamentalmente por la simplificación en el uso y la reducción del consumo de recursos que implica", ha explicado el padre del proyecto, José Antonio Vázquez, responsable del Servicio de Informática de la Universitat, con 85 técnicos. El Lluís Vives es un gigante con una potencia de cálculo de 1,4 Teraflops, lo que supone "más del doble de la potencia de cálculo del César, y la capacidad de realizar 1,4 billones de instrucciones por segundo.

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