Breve resumo sobre computação Quântica

Um Pouco a Sobre a Computação Quântica 
A computação quântica surgiu no início da década de 80 em resposta `as previsões de esgotamento da atual tecnologia da computação até 2020, segundo `as leis de Moore.
Ela traz consigo ideias da teoria clássica da informação, da ciência da computação e da física quântica.
O objetivo deste trabalho ´e proporcionar uma breve introdução `a computação quântica.
Apesar de todo o avanço da pesquisa nessa  área, construir um computador quântico universal parece estar muito além das capacidades da tecnologia atual. Entretanto, alguns princípios físicos da informação quântica já estão sendo testados em dispositivos de laboratório, em pequena escala.

Teoria da Computação quântica

A ciência da computação  foi prenunciada pelo grande matemático Alan Turing. Ele desenvolveu em detalhes uma noção abstrata do que se poderia agora chamar de computador programável. ele afirmou que a M´maquina de Turing, captura completamente o significado de se realizar uma tarefa por meios algorítmicos, surgindo então a ciência da computação.
em meados de 1970, quando Robert Solvay e Volker Strassen mostraram que ´e possível testar se um inteiro ´e primo ou composto usando-se um algoritmo randômico, O algoritmo não determinava se um dado inteiro era primo ou composto com certeza. Ao invés disso, o algoritmo podia determinar que um numero era provavelmente primo (ou, do contrário, composto).

Qualquer processo algorítmico pode ser simulado eficientemente usando-se uma maquina de Turing probabilística.

em 1985 David Deutsch questionou se as leis da física poderiam ser usadas para ainda mais forte da tese de Church-Turing. Ele esforçou-se em definir um dispositivo computacional que
seria capaz de eficientemente simular um sistema físico arbitrário. Uma vez que as leis da física são quânticas, ele foi naturalmente levado a considerar dispositivos computadores
baseados nos princípios da mecânica quântica.
Este memorável primeiro passo foi aprimorado na década subsequente por muitas pessoas, e tem-se hoje uma vasta e bela teoria, já subdividida em vários ramos.

Informação Quântica 

Shannon desenvolveu, na teoria clássica da informação, dois teoremas básicos. O primeiro quantifica os recursos físicos necessários para se transmitir ou armazenar uma certa quantidade de informação num canal livre de ruídos. O segundo quantifica a quantidade de informação útil que pode ser transmitida através de um canal com ruídos. Para “proteger”
a informação a ser transmitida num canal com ruído, códigos corretores de erro foram desenvolvidos, o que Shannon fez foi definir matematicamente o conceito de informação.
Assim como o bit ´e o conceito fundamental da computação clássica e da informação clássica, a computação quântica e a informação quântica são construídos sobre um conceito análogo(Que guarda analogia, semelhança com outra coisa, Diz-se de um tipo de máquina de calcular que opera com números representados por quantidades diretamente mensuráveis (como voltagens, resistências, ou rotações), o bit quântico, que a seguir será definido.




Bits Quânticos 

Um bit quântico (“qubit”) ´e um sistema de dois estados, como o elétron nos dois níveis mais baixos de energia de um átomo de Hidrogênio, O elétron tem amplitudes de probabilidade  e  de estar ou no estado base (n = 0) ou no estado excitado (n = 1), respectivamente. Poderias se dizer que o elétron não decidiu onde ele deveria estar, e então existe parcialmente em ambos os estados de energia. Uma vez que o elétron definitivamente existe, a probabilidade total deve ser um, o que significa que Pode-se, dessa forma, representar o estado quântico de um qubit como um vetor unitário. Mas uma notação mais conveniente, que será adotada dos f´ısicos2, ´e denotar o estado do qubit como | i (um |•i ´e chamado “ket”, que nada mais é que uma notação para estados quânticos em mecânica quântica), que ´e, para nosso ´átomo de Hidrogênio.

Apesar da estranheza, qubits s˜ao decididamente reais, sua existência e comportamento foram extensivamente validados por experimentos, e muitos sistemas físicos podem ser usados para se concretizar qubits. ´E possível realizar qubits através de duas diferentes polarização de um fóton; do alinhamento de spin nuclear num campo magnético uniforme; ou até de dois estados de um elétron orbitando um átomo

Múltiplos QuBits 

Um sistema quântico composto por vários qubits também é chamado de registrador quântico. Suponha agora um registrador de dois qubits. Se eles fossem representados por  átomos de hidrogênio, por exemplo, então classicamente haveria quatro estados possíveis, 00, 01, 10 e 11, para os dois elétrons. Matematicamente falando, o sistema de dois qubits tem quatro estados da base computacional denotados por |00>, |01> |10>, |11>. Como um par de qubits também pode existir em superposições destes estados, então obtém-se  coeficientes complexos associados a cada um dos estados.

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