Computación cuántica adiabática y recocido cuántico: Teoría y práctica

Título original:

Adiabatic Quantum Computation and Quantum Annealing: Theory and Practice

Contenido del libro:

La computación cuántica adiabática (AQC, por sus siglas en inglés) es una alternativa al modelo de computación cuántica por compuertas, más conocido. Los dos modelos son polinómicamente equivalentes, pero por lo demás bastante diferentes: una propiedad que distingue a la AQC del modelo de compuerta es su naturaleza analógica.

El recocido cuántico (QA) describe un tipo de algoritmo de búsqueda heurística que puede implementarse para ejecutarse en el «conjunto de instrucciones nativo» de una plataforma AQC. D-Wave Systems Inc. fabrica {chips procesadores de recocido cuántico} que explotan las propiedades cuánticas para realizar cálculos QA en hardware.

Los chips constituyen la pieza central de una novedosa plataforma informática diseñada para resolver problemas de optimización de dificultad NP. Comenzando con un prototipo de 16 qubits anunciado en 2007, la empresa ha lanzado y vendido modelos cada vez más grandes: el sistema D-Wave One de 128 qubits se anunció en 2010 y el sistema D-Wave Two de 512 qubits entró en escena en 2013. Se espera que en 2014 esté disponible un modelo de 1.000 qubits.

Esta monografía presenta una visión general introductoria de este enfoque inusual y en rápido desarrollo de la computación. Comenzamos con un repaso de los principios básicos de la computación cuántica y de lo que se sabe sobre el modelo AQC y el paradigma del algoritmo QA. A continuación, repasamos la pila tecnológica D-Wave y analizamos algunos retos que plantea la construcción y el uso de sistemas de computación cuántica a escala comercial.

El último capítulo repasa algunos esfuerzos experimentales para comprender las propiedades y capacidades de estas inusuales plataformas. El debate está dirigido a informáticos con poca experiencia en computación cuántica o física.