Representación de la Esfera de Bloch
Controles de la Esfera de Bloch
Estados Preestablecidos
Ecuación de Estado
Demonstración de Superposición
Controles de Superposición
Puertas Cuánticas
Explicación de Superposición
La superposición permite que un cúbit exista en múltiples estados simultáneamente. La puerta de Hadamard H crea superposición igual: H|0⟩ = (|0⟩ + |1⟩)/√2
Medición Cuántica
Controles de Medición
Explicación de Medición
La medición cuántica colapsa la función de onda. La probabilidad de medir |0⟩ es cos²(θ/2) y |1⟩ es sin²(θ/2). Con muchas medidas, las frecuencias se aproximan a estas probabilidades.
Entrelazamiento EPR
Controles de Entrelazamiento
Estados de Bell
Resultados de Medición
Explicación de Entrelazamiento
El entrelazamiento crea correlaciones más fuertes que la física clásica permite. Medir un cúbit determina instantáneamente el estado del otro, independientemente de la distancia.
Simulador de Circuito Cuántico
Salida del Circuito
Controles del Circuito
Puertas Disponibles
Circuito Actual
Explicación del Circuito
Los circuitos cuánticos usan puertas para manipular cúbits. Las puertas de un cúbit (H, X, Y, Z) rotan el estado en la esfera de Bloch. Las puertas de dos cúbits (CNOT, SWAP) crean entrelazamiento entre cúbits.
Algoritmos Cuánticos
Seleccionar un Algoritmo
Comparación de Complejidad
Demonstraciones de Algoritmos
Algoritmos Disponibles
Pasos del Algoritmo
Ventaja Cuántica
Los algoritmos cuánticos explotan la superposición y el entrelazamiento para resolver ciertos problemas exponencialmente más rápido que las computadoras clásicas. Esto incluye factorización, búsqueda y simulación.
¿Qué es la Computación Cuántica?
La computación cuántica aprovecha fenómenos mecánicos cuánticos como la superposición y el entrelazamiento para procesar información de formas fundamentalmente nuevas. A diferencia de los bits clásicos (0 o 1), los cúbits pueden existir en superposiciones de ambos estados, permitiendo computación paralela a escala exponencial.
Conceptos Clave
Cúbits : El análogo cuántico de los bits clásicos, existiendo en superposiciones de los estados |0⟩ y |1⟩.
Superposición : Un cúbit puede estar en múltiples estados simultáneamente, descrito por |ψ⟩ = α|0⟩ + β|1⟩.
Entrelazamiento : Correlaciones entre cúbits más fuertes que la física clásica permite.
Medición : Colapsa el estado cuántico a un valor clásico probabilísticamente.
Puertas Cuánticas : Operaciones unitarias que manipulan estados de cúbits, análogas a puertas lógicas clásicas.
Aplicaciones
Criptografía : El algoritmo de Shor puede romper el cifrado RSA, mientras que la distribución de claves cuánticas proporciona comunicación segura.
Descubrimiento de Fármacos : Simulación cuántica de sistemas moleculares para investigación farmacéutica.
Optimización : Resolución de problemas de optimización complejos en logística, finanzas y aprendizaje automático.
Búsqueda : El algoritmo de Grover proporciona aceleración cuadrática para búsqueda no estructurada.
Aprendizaje Automático : Algoritmos cuánticos para reconocimiento de patrones y análisis de datos.
Desafíos Actuales
Decoherencia : Los estados cuánticos son frágiles e interactúan con el ambiente, causando errores.
Corrección de Errores : Requiere muchos cúbits físicos por cúbit lógico (factor de sobrecarga ~1000x).
Escalabilidad : Construir procesadores cuánticos a gran escala con muchos cúbits de alta calidad.
Cuántico de Escala Intermedia Ruidosa (NISQ) : Las computadoras cuánticas actuales están limitadas por ruido y número de cúbits.