Cuenta regresiva para el Día Q - Parte 1 por @apruden08 La computación cuántica aprovecha la mecánica cuántica, la teoría física más precisa jamás creada por la ciencia. Desde que el físico Richard Feynman propuso por primera vez el concepto en 1981, las computadoras cuánticas han pasado de la teoría a la realidad, con múltiples prototipos funcionales disponibles en la actualidad. Su realización en las escalas más pequeñas fue un triunfo teórico. Sin embargo, estas máquinas de primera generación son rudimentarias en comparación con el hardware clásico de consumo. Para que las computadoras cuánticas sean relevantes, deben escalar. Aunque los llamamos "computadoras", las computadoras cuánticas difieren fundamentalmente de la máquina clásica que está utilizando para leer esto. Comprender los principios básicos de la mecánica cuántica y, en particular, en qué se diferencia de nuestras nociones clásicas de computación, es fundamental para comprender el poder potencial de una computadora cuántica y los desafíos de construir una. Esta publicación es la primera de una serie de cinco partes que proporcionará una comprensión fundamental de la computación cuántica y una metodología para estimar la línea de tiempo de una computadora cuántica criptográficamente relevante. En última instancia, esta base proporcionará un marco para que podamos evaluar de manera realista el cronograma del Día Q para comprender cuánto tiempo tenemos para prepararnos. Diferencias fundamentales entre la computación clásica y la cuántica Mientras que las computadoras clásicas operan con conceptos lógicos relativamente sencillos, las computadoras cuánticas se basan en principios de la mecánica cuántica que desafían nuestras intuiciones cotidianas sobre la información. Conceptos como superposición, entrelazamiento, interferencia y el teorema de no clonación dan a las computadoras cuánticas propiedades radicalmente diferentes en comparación con las computadoras clásicas y, por lo tanto, diferentes capacidades y limitaciones. Aquí hay algunas facetas clave de la mecánica cuántica que definen inherentemente una computadora cuántica: Superposición: en mecánica cuántica, las partículas no ocupan estados definidos como los bits clásicos. En cambio, existen en una superposición, o una combinación lineal de estados posibles, descritos por una función de onda. Esta función de onda codifica todos los estados posibles del sistema que está describiendo. Concretamente, mientras que un bit clásico representa definitivamente 0 o 1, un qubit puede estar en una superposición de ambos simultáneamente. El resultado que se obtiene al medir depende de una distribución de probabilidad derivada de la función de onda. En otras palabras, la superposición permite que un qubit codifique un espacio de estados mucho más rico que un bit clásico, que es lo que le da a la computación cuántica su potencial exponencial. Este punto es crucial para comprender uno de los principales desafíos en la construcción de una computadora cuántica. En la computación clásica, la medición es pasiva, en el sentido de que la memoria de lectura no la cambia. Pero en la mecánica cuántica, el acto de medir un sistema colapsa una superposición en un estado definido. Para obtener una ventaja significativa de una computadora cuántica, esa superposición debe preservarse cuidadosamente hasta el momento adecuado. Entrelazamiento: en la mecánica cuántica, las partículas se pueden entrelazar, lo que significa que sus estados se vinculan de tal manera que deben describirse como un solo sistema. Incluso cuando están separados por grandes distancias, el resultado de la medición de una partícula se correlaciona con (o incluso está determinado por) el estado de la otra. En otras palabras, el entrelazamiento es un tipo especial de superposición que abarca múltiples partículas. Es una de las características clave que permite que las computadoras cuánticas escalen exponencialmente, pero también una de las más frágiles de mantener en el tiempo y/o la distancia. Interferencia: una de las diferencias clave entre las probabilidades cuánticas y clásicas radica en el concepto de interferencia. En los sistemas clásicos, las probabilidades simplemente se suman (por ejemplo, lanzar dos monedas da un 25% de probabilidad para cada resultado). Pero en mecánica cuántica, las amplitudes (los componentes de la función de onda) pueden interferir entre sí antes de la medición. Estas amplitudes pueden reforzar (interferencia constructiva) o anularse (interferencia destructiva), dependiendo de sus fases relativas. Las computadoras cuánticas pueden explotar este fenómeno para "dirigir" un cálculo hacia respuestas correctas. En lugar de simplemente explorar todos los caminos en paralelo, un algoritmo cuántico está diseñado para que las respuestas incorrectas interfieran destructivamente y se cancelen, mientras que los caminos deseables que conducen a las respuestas correctas interfieren constructivamente y dominan el resultado final.  Sin esta capacidad de amplificar los resultados correctos y suprimir los incorrectos, la computación cuántica no ofrecería ninguna ventaja sobre los enfoques aleatorios clásicos. Teorema de no clonación: debido a que la lectura tiene un impacto directo en el sistema, ya que colapsa las superposiciones en estados definidos, es imposible "copiar" estados cuánticos. Este es el teorema de no clonación. ...