Simulador cuántico universal

Simulador cuántico universal

Un simulador cuántico universal es un tipo de computador cuántico que fue propuesto por Richard Feynman en 1982, extendiendo las ideas de la computación analógica a los sistemas descritos por la mecánica cuántica.[1] Feynman mostró que una máquina de Turing clásica que simulara fenómenos cuánticos tendría un coste exponencial, frente al que tendría otro sistema cuántico. David Deutsch en 1985 extendió estas ideas y describió un computador cuántico universal. En 1996, Seth Lloyd mostró que un computador cuántico estándar puede ser programado para simular eficientemente cualquier otro sistema cuántico local.[2]

Un sistema cuántico de muchas partículas se describe matemáticamente por un espacio de Hilbert cuya dimensión función exponencial del número de partículas. Por tanto, una forma simple de simular un sistema así en un ordenador clásico tardará un tiempo de cálculo que también será una función exponencial del número de partículas. Sin embargo, es concebible la simulación más eficiente de un sistema cuántico mediante un ordenador cuántico que use un número de qubits similar al número de partículas del sistema original, en un tiempo. Lloyd mostró que esto es cierto para la clase de sistemas cuánticos conocidos como locales. Posteriormente, esto se ha extendido a clases más amplias de sistemas cuánticos.[3] [4] [5]

Recientemente se han realizado simulaciones de sistemas cuánticos con dispositivos cuánticos.[6] [7]

Referencias

  1. ↑ Feynman, Richard (1982). «Simulating Physics with Computers». International Journal of Theoretical Physics 21 (6–7):  pp. 467–488. doi:10.1007/BF02650179. Bibcode: 1982IJTP...21..467F. http://www.springerlink.com/content/t2x8115127841630. 
  2. ↑ Lloyd, S. (1996). «Universal quantum simulators». Science 273 (5278):  pp. 1073–8. doi:10.1126/science.273.5278.1073. PMID 8688088. Bibcode: 1996Sci...273.1073L. http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/273/5278/1073. 
  3. ↑ Dorit Aharonov; Amnon Ta-Shma (2003). «Adiabatic Quantum State Generation and Statistical Zero Knowledge». arXiv:quant-ph/0301023v2 [quant-ph]. 
  4. ↑ «Efficient quantum algorithms for simulating sparse Hamiltonians». Communications in Mathematical Physics 270 (2):  pp. 359. 2005. doi:10.1007/s00220-006-0150-x. Bibcode: 2007CMaPh.270..359B. 
  5. ↑ «On the relationship between continuous- and discrete-time quantum walk». Communications in Mathematical Physics 294 (2):  pp. 581. 2008. doi:10.1007/s00220-009-0930-1. Bibcode: 2010CMaPh.294..581C. 
  6. ↑ Barreiro, J. T. et al (2011). «An Open-Sytem Quantum Simulator with Trapped Ions». Nature 470 (7335):  pp. 486–91. doi:10.1038/nature09801. PMID 21350481. Bibcode: 2011Natur.470..486B. http://dx.doi.org/10.1038/nature09801. 
  7. ↑ «Universal Digital Quantum Simulation with Trapped Ions». Science 334 (6052):  pp. 57–61. 2011. doi:10.1126/science.1208001. PMID 21885735. Bibcode: 2011Sci...334...57L. http://www.sciencemag.org/content/early/2011/08/31/science.1208001. Consultado el 2011-09-01. 

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