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Luisa AchaerandioBorja TosarFrancis VillatoroHéctor SocasMaría Ribesqubits en estado coherenteoperaciones sobre qubitsfactorizar números primosrobustez durante mucho tiempo ordenadores cuánticosfactorización de números primos 256 bitstransformada de fourier cuántica en qubitsoperaciones repetidas sobre cubitsestado coherente durante mucho tiempoalgoritmos cuánticos factores multiplicaciónqubits cálculos cuánticos delicadosfactor tiempo coherencia qubitscálculos cuánticos millonadas operacionesdecoherencia destruye ordenadores cuánticosoperaciones microondas lentasFrancis Villatoro256 bitsTransformada de Fourier cuántica
Cálculos cuánticos millonadas operaciones
Con
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Francis Villatoro explica las dificultades para ejecutar cálculos cuánticos debido a la gran cantidad de operaciones necesarias, que superan ampliamente el número de bits involucrados.
…de qubits físicos. Los algoritmos de corrección de errores más buenos son mejores conforme el número de qubits es mayor. Con lo que hay algoritmos de 256 qubits físicos por cada qubit lógico y hay algoritmos de 16 qubits físicos por qubit lógico. Pero para Mantener la robustez durante mucho tiempo, pero un punto importante que no se tiene que olvidar nunca en ordenadores cuánticos es que lo importante no es el número de qubits; lo importante es el tiempo que tú mantienes en estado coherente los qubits y puedes operar sobre ellos porque tú tienes que hacer muchas operaciones. Tú dices: yo quiero factorizar un número primo, sí, quiero factorizar un número primo de Tamaño, yo qué sé, 256 bits vale, pero tendré que hacer más de una operación por bit, entonces tengo que hacer miles o millones de operaciones. Entonces necesito no solo un ordenador en el que me quepa, que me quepa el algoritmo, que me quepa esa transformada de Fourier cuántica que estoy implementando sobre los cubits, sino que además yo pueda operar muchas veces con esa operación. Entonces el problema es ese, que tú necesitas poder operar durante mucho tiempo, luego necesitas muchos cubits, quizás no tantos. Ya digo: un factor que depende. Ya hay algoritmos publicados en teoría con factores del orden de 2 y de 3, que te multiplican por 3 el número de bits, pero son algoritmos con una enorme cantidad de operaciones y muy delicados; o sea, los algoritmos más normales rondan eso. 10, 20 veces el número de bits, pero todo eso en operaciones son muchísimas más operaciones; son millonadas de operaciones. Y claro, esas millonadas de operaciones es muy muy difícil que se puedan ejecutar. Tú vas a necesitar ordenadores cuánticos que aguanten al ritmo actual porque operamos con microondas, etc.; o sea, operamos de manera muy lenta. Los ordenadores cuánticos son extremadamente lentos a la hora de operar; con lo que la decoherencia te gana y rápidamente te destruye. Los ordenadores de IBM, esto que tienen como 200 qubits o el número de operaciones que permiten es prácticamente el mismo que el de 50. Entonces dice: el algoritmo que puedo ejecutar en 50 es una porquería de algoritmo. Pues pongo 200 y puedo ejecutar también…
Significado #1 · Palabras #1
Francis Villatoro explica la necesidad de una gran cantidad de qubits para realizar cálculos cuánticos y cómo la decoherencia afecta a estos cálculos.
Habla: Francis VillatoroSignificado #4 · Palabras #20decoherencia de qubitscálculos cuánticos con cubitsbits lógicos y decoherenciaestado coherente en superposición…de verdad, sobre el papel, pues no mucho mayores. Es decir, una clave de 256, por lo mismo necesitas, pues, multiplícalo por 10, por 30, pues unos miles. Las claves actuales más seguras son del orden de 4096 bits. Con lo que ya estamos hablando del orden de. Cientos de miles próximos a millón de bits lógicos, o sea, de bits de verdad, de cubits de verdad. Ahora, claro, ¿qué pasa? Que sabemos que cuando pones muchos qubits, los qubits se decoheren; el estado coherente en superposición se destruye, se va rompiendo en trozos, en diferentes regiones, y claro, eso destruye completamente el cálculo, hace que el cálculo se vuelva completamente erróneo. Entonces, claro, para poder tener 1.000 qubits lógicos, o los 7.000 que tú has dicho, probablemente cada Uno de esos qubits lógicos tiene que estar implementado con un grupito, con una matriz de qubits físicos. Los algoritmos de corrección de errores más buenos son mejores conforme el número de qubits es mayor. Con lo que hay algoritmos de 256 qubits físicos por…
Francis Villatoro explica las dificultades para ejecutar cálculos cuánticos debido a la gran cantidad de operaciones necesarias, que superan ampliamente el número de bits involucrados.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1qubits en estado coherenteoperaciones sobre qubitsfactorizar números primosrobustez durante mucho tiempo ordenadores cuánticosfactorización de números primos 256 bitstransformada de fourier cuántica en qubitsoperaciones repetidas sobre cubitsestado coherente durante mucho tiempoalgoritmos cuánticos factores multiplicaciónqubits cálculos cuánticos delicadosfactor tiempo coherencia qubitscálculos cuánticos millonadas operacionesdecoherencia destruye ordenadores cuánticosoperaciones microondas lentas…de qubits físicos. Los algoritmos de corrección de errores más buenos son mejores conforme el número de qubits es mayor. Con lo que hay algoritmos de 256 qubits físicos por cada qubit lógico y hay algoritmos de 16 qubits físicos por qubit lógico. Pero para Mantener la robustez durante mucho tiempo, pero un punto importante que no se tiene que olvidar nunca en ordenadores cuánticos es que lo importante no es el número de qubits; lo importante es el tiempo que tú mantienes en estado coherente los qubits y puedes operar sobre ellos porque tú tienes que hacer muchas operaciones. Tú dices: yo quiero factorizar un número primo, sí, quiero factorizar un número primo de Tamaño, yo qué sé, 256 bits vale, pero tendré que hacer más de una operación por bit, entonces tengo que hacer miles o millones de operaciones. Entonces necesito no solo un ordenador en el que me quepa, que me quepa el algoritmo, que me quepa esa transformada de Fourier cuántica que estoy implementando sobre los cubits, sino que además yo pueda operar muchas veces con esa operación. Entonces el problema es ese, que tú necesitas poder operar durante mucho tiempo, luego necesitas muchos cubits, quizás no tantos. Ya digo: un factor que depende. Ya hay algoritmos publicados en teoría con factores del orden de 2 y de 3, que te multiplican por 3 el número de bits, pero son algoritmos con una enorme cantidad de operaciones y muy delicados; o sea, los algoritmos más normales rondan eso. 10, 20 veces el número de bits, pero todo eso en operaciones son muchísimas más operaciones; son millonadas de operaciones. Y claro, esas millonadas de operaciones es muy muy difícil que se puedan ejecutar. Tú vas a necesitar ordenadores cuánticos que aguanten al ritmo actual porque operamos con microondas, etc.; o sea, operamos de manera muy lenta. Los ordenadores cuánticos son extremadamente lentos a la hora de operar; con lo que la decoherencia te gana y rápidamente te destruye. Los ordenadores de IBM, esto que tienen como 200 qubits o el número de operaciones que permiten es prácticamente el mismo que el de 50. Entonces dice: el algoritmo que puedo ejecutar en 50 es una porquería de algoritmo. Pues pongo 200 y puedo ejecutar también…
Francis Villatoro habla sobre el avance de la metodología cuántica y su aplicación potencial para simular un ordenador cuántico.
Habla: Francis VillatoroSignificado #14metodología cuántica simular ordenadoroperaciones cuánticas memoria ordenadoravance ritmo metodología cuánticasimulación ordenador cuántico dos años…relojes ópticos, que digamos que combinan diferentes las señales, señales en frecuencia emitidas por transiciones electrónicas en diferentes átomos, las combinan y hacen interferencia óptica entre esas señales y obtienen relojes de mayor precisión, también. En temas de metodología cuántica de diferentes tipos. Pero claro, el objetivo, que todavía no se ha logrado, será en algún momento aplicar operaciones cuánticas que simulen, que hagan que esta memoria se comporte como un ordenador cuántico y esto ha avanzado a un ritmo tan grande que es posible pensar que en dos o tres años lo tengamos. Entonces este es un mecanismo realmente precioso, hay un vídeo que te ilustra cómo se van inyectando los átomos en la matriz y es un resultado espectacular porque ya os digo, pensar en 6.000 átomos neutros en un registro, en una trampa de pinza óptica, hace 25 años era imposible, se consideraba una utopía y en el…
Francis Villatoro comenta sobre la dependencia de las estimaciones en modelos específicos y anticipa el potencial de los ordenadores cuánticos con miles de cubits físicos.
Habla: Francis VillatoroSignificado #12ordenadores cuánticos con cubits físicoscubits lógicos para maravillasestimaciones modelo específico villatoro…tan difícil factorizar primos como simular un agujero negro con una computadora cuántica. Eso mostraba que esos claims del paper de Nature de 2022 no tenían mucho sentido. Pero bueno, esa curiosidad numérica es una cosa que encontré divertida en ese trabajo. Esto depende mucho del modelo con el que lo estimes, etc. Pero sí es cierto que cuando tengamos miles de cubits físicos podremos hacer maravillas, porque miles de cubits lógicos podremos hacer maravillas. Con miles de cubits físicos podemos hacer muchas cosas. Estos ordenadores, estas plataformas de memoria de cubits con átomos atrapados van a usarse para simular modelos físicos de estado sólido, materiales bidimensionales y cosas por el estilo; y se van a hacer simulaciones cuánticas muy, muy bonitas en las que tú…