{"id":760,"date":"2023-06-29T18:20:32","date_gmt":"2023-06-29T16:20:32","guid":{"rendered":"https:\/\/intsight.com\/?p=760"},"modified":"2023-06-29T18:28:47","modified_gmt":"2023-06-29T16:28:47","slug":"quantum-drag-drop","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/intsight.com\/index.php\/2023\/06\/29\/quantum-drag-drop\/","title":{"rendered":"Quantum Drag & Drop"},"content":{"rendered":"

A pesar de<\/span> haber escrito ya unas cuantas entradas sobre computaci\u00f3n cu\u00e1ntica<\/a>, todav\u00eda no he llegado al punto en que le explico c\u00f3mo funciona un ordenador cu\u00e1ntico, y las reglas fundamentales para escribir algoritmos para estos futuros aparatos. Voy a aprovechar la pausa para hacerlo, y le adelanto que el asunto se las trae.<\/p>\n

Voy a usar una met\u00e1fora muy m\u00eda, a la que llamo quantum drag & drop<\/em>. La voy a explicar usando un ordenador imaginario con un solo qubit, pero es f\u00e1cilmente extrapolable al n\u00famero de qubits que se le ocurra. La simplificaci\u00f3n s\u00f3lo nos servir\u00e1 para hacer m\u00e1s f\u00e1cil la imaginaci\u00f3n visual. Es sencillo visualizar una esfera de Bloch<\/a> para un qubit. Las hiper-esferas de m\u00e1s de un qubit pueden que las visualice alg\u00fan extraterrestre, pero que yo sepa, nadie me lee fuera de este planeta.<\/p>\n

Inicializaci\u00f3n, rotaci\u00f3n y medici\u00f3n<\/h4>\n

La idea, b\u00e1sicamente, consiste en que todo algoritmo cu\u00e1ntico tiene tres partes: inicializaci\u00f3n, rotaci\u00f3n (o transformaci\u00f3n) y medici\u00f3n. No hay nada nuevo en esto: lo hemos estando viendo desde el inicio de este blog.<\/p>\n

\n
Inicializaci\u00f3n<\/dt>\n
Casi nadie piensa en la inicializaci\u00f3n de verdad<\/em>, porque el ordenador cu\u00e1ntico ya nos la da hecha. Pero hay que recordarlo de vez en cuando: el ordenador comienza con un estado cu\u00e1ntico bien determinado, que normalmente es el estado que se asocia a una cadena de ceros cl\u00e1sicos.<\/dd>\n
Transformaci\u00f3n: superposici\u00f3n<\/dt>\n
La primera parte de la transformaci\u00f3n, en la mayor\u00eda de los algoritmos \u00fatiles, consiste en transformar ese estado inicial a un estado que sea una superposici\u00f3n de estados de la base de medici\u00f3n. La transformaci\u00f3n es una simple rotaci\u00f3n del estado inicial. Estamos hablando de un espacio multidimensional complejo, pero las dichosas transformaciones no dejan de ser rotaciones.<\/dd>\n
M\u00e1s transformaciones<\/dt>\n
\u2026 y a partir de ese momento, seguimos rotando el estado conseguido. Al final, no importa cu\u00e1ntas rotaciones hagamos: las rotaciones son un grupo algebraico, y la ejecuci\u00f3n de dos de ellas es simplemente otra rotaci\u00f3n.<\/dd>\n
\u00a1Colapso!<\/dt>\n
Las rotaciones son matem\u00e1ticamente bonitas y comprensibles, pero para terminar el algoritmo, hay que medir. Y para medir, hay que provocar el colapso del estado cu\u00e1ntico. Esto es muy feo. Hay tropecientas sectas entre los f\u00edsicos, y no hablemos ya de fil\u00f3sofos, enfrentadas por c\u00f3mo interpretan este rollo del colapso, o seg\u00fan la excusa que dan para ignorarlo. Este paso es el que proporciona la salida del algoritmo: una cadena de ceros y unos cl\u00e1sicos.<\/dd>\n<\/dl>\n

La met\u00e1fora visual<\/h4>\n

Necesitar\u00edamos imaginar una hiper-esfera de Bloch, pero nos vamos a tener que apa\u00f1ar con la esfera de un qubit. No hay diferencias en el argumento b\u00e1sico, y si alguien descubre que me equivoco, que me lo diga inmediatamente, por favor.<\/p>\n

El estado inicial que proporciona el ordenador es algo parecido a esto:<\/p>\n

\"Estado<\/p>\n

La bolita azul que est\u00e1 en el polo norte marca en qu\u00e9 estado cu\u00e1ntico est\u00e1 el aparato. Como convenio, vamos a suponer que un cero \u00abcl\u00e1sico\u00bb es el polo norte, y que el uno \u00abcl\u00e1sico\u00bb es el polo sur. El estado solamente puede moverse sobre la superficie de la esfera, y todo lo que no sea el polo norte o el polo sur es un estado superpuesto.<\/p>\n

\u00a1Mucho cuidado con esto! En muchos libros, le explicar\u00e1n que, en el caso de N-qubits, el estado en alguno de las esferas correspondientes a los qubits separados, puede estar dentro<\/em> de la esfera. Pero eso ocurre solamente si consideramos los qubits por separados. Cuando se utiliza una hiper-esfera para el conjunto de qubits, el estado siempre estar\u00e1 en la superficie de la hiper-esfera, porque la \u00fanica transformaci\u00f3n posible es una rotaci\u00f3n.<\/p>\n<\/blockquote>\n

Tras la inicializaci\u00f3n, en la que nosotros no intervenimos para nada, nuestro papel es agarrar la bolita de las narices y hacerla rodar sobre la esfera o hiper-esfera hasta el sitio que queramos, para que quede m\u00e1s o menos as\u00ed:<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

\u00bfLe extra\u00f1ar\u00eda mucho si llamo \u00abdrag<\/em>\u00bb a esta parte del algoritmo? A continuaci\u00f3n, naturalmente, vendr\u00e1 el \u00abdrop<\/em>\u00ab: soltamos la bolita, y esta regresar\u00e1 a uno de sus estados \u00abnaturales\u00bb cl\u00e1sicos. En el caso de un un qubit, al polo norte o sur. En el caso que no podemos visualizar c\u00f3modamente de con N-qubits, a uno de los 2^N estados cl\u00e1sicos marcados en la superficie de la hiper-esfera. A cu\u00e1l de ellos, exactamente, depender\u00e1 del azar, y de los pesos en el estado transformado de los estados de la base de medici\u00f3n. Dicho en otras palabras: si est\u00e1bamos m\u00e1s cerca del polo norte que del sur, es m\u00e1s probable que veamos a Santa Claus que a un ping\u00fcino. Pero a no ser que estamos en el mism\u00edsimo polo norte, siempre hay la posibilidad de ver al ping\u00fcino.<\/p>\n

Voil\u00e0, c’est tout!<\/em><\/p>\n

Conclusiones inevitables<\/h4>\n

Hay mucha exageraci\u00f3n ahora mismo con las capacidades de la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica. Esto no beneficia a nadie\u2026 excepto a algunos cazadores sin escr\u00fapulos de subvenciones, que se aprovechan de la mano suelta de los pol\u00edticos y del miedo de todos a \u00abquedarse atr\u00e1s\u00bb.<\/p>\n

No hay que caer en el extremo contrario: la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica tiene muchas aplicaciones… o las tendr\u00e1 cuando el hardware est\u00e9 realmente disponible. Pero el Office, la contabilidad de la empresa y el Spotify van a seguir funcionando sobre una CPU cl\u00e1sica.<\/p>\n

Hay s\u00f3lo tres o cuatro algoritmos cu\u00e1nticos \u00fatiles, y llevamos veinte a\u00f1os en esta situaci\u00f3n. Es dif\u00edcil prever lo que el genio humano puede conseguir. Pero, por favor, no perdamos el contacto con la Realidad.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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