Que son las tecnologias cuanticas

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El campo de la computación cuántica surgió en la década de 1980. Se descubrió que ciertos problemas de cálculo podían abordarse de forma más eficiente con algoritmos cuánticos que con sus homólogos clásicos.

La computación cuántica tiene la capacidad de cribar un gran número de posibilidades y extraer posibles soluciones a problemas y retos complejos. Mientras que los ordenadores clásicos almacenan la información en forma de bits con 0s o 1s, los ordenadores cuánticos utilizan qubits. Los qubits transportan la información en un estado cuántico que engrana 0 y 1 de forma multidimensional.

La computación cuántica podría contribuir en gran medida a los campos de la seguridad, las finanzas, los asuntos militares y la inteligencia, el diseño y el descubrimiento de fármacos, el diseño aeroespacial, los servicios públicos (fusión nuclear), el diseño de polímeros, el aprendizaje automático, la inteligencia artificial (IA), la búsqueda de Big Data y la fabricación digital.

Los ordenadores cuánticos podrían utilizarse para mejorar el intercambio seguro de información. O para mejorar los radares y su capacidad de detectar misiles y aviones. Otro ámbito en el que se espera que la computación cuántica ayude es el del medio ambiente y el mantenimiento de la limpieza del agua con sensores químicos.

¿Cuál es un ejemplo de tecnología cuántica?

La primera ola de tecnologías cuánticas nos dio el transistor. Estos dispositivos se convirtieron en la base de los ordenadores modernos y la comunicación digital. Otros ejemplos de tecnologías impulsadas por la mecánica cuántica son Los escáneres de resonancia magnética para la obtención de imágenes médicas.

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¿Qué se entiende por tecnología cuántica?

La tecnología cuántica es una clase de tecnología que funciona utilizando los principios de la mecánica cuántica (la física de las partículas subatómicas), incluyendo el entrelazamiento cuántico y la superposición cuántica.

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El objetivo del Instituto de Tecnologías Cuánticas de Ulm es desarrollar instrumentos de precisión para aplicaciones espaciales basados en tecnologías cuánticas y, en estrecha colaboración con la industria, llevarlos a la madurez de los prototipos. De este modo, constituye un puente entre la investigación fundamental y la industria. Junto con el Instituto de Geodesia por Satélite y Sensores Inerciales de Hannover y el Centro de Competencia Galileo de Oberpfaffenhofen, el instituto de Ulm desempeña un papel pionero en estos campos de investigación y aplicación.

En determinadas condiciones, partículas como los electrones, los átomos o las nanopartículas se propagan como ondas. Al igual que las ondas de luz o de agua, estas ondas de materia pueden superponerse. Incluso las perturbaciones más pequeñas pueden provocar cambios perceptibles en las franjas de interferencia de las ondas de materia superpuestas, lo que permite realizar mediciones muy sensibles. A diferencia de las partículas sin masa de la luz, los fotones, la materia cae en el campo gravitatorio de la Tierra. Esta característica se utiliza, por ejemplo, en las pruebas de la Teoría General de la Relatividad de Einstein (GTR).

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La tecnología cuántica es un campo emergente de la física y la ingeniería que engloba las tecnologías que se basan en las propiedades de la mecánica cuántica,[1] especialmente el entrelazamiento cuántico, la superposición cuántica y la tunelización cuántica. La informática cuántica, los sensores, la criptografía, la simulación, la medición y las imágenes son ejemplos de tecnologías cuánticas emergentes. El desarrollo de la tecnología cuántica también tiene un fuerte impacto en campos establecidos como la exploración espacial[2]. Puntos cuánticos coloidales irradiados con una luz ultravioleta. Los puntos cuánticos de distinto tamaño emiten luz de distinto color debido al confinamiento cuántico.

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La comunicación cuántica segura es un método que se espera que sea “seguro desde el punto de vista cuántico” en la llegada de los sistemas de computación cuántica que podrían romper los actuales sistemas de criptografía que utilizan métodos como el algoritmo de Shor. Estos métodos incluyen la distribución de claves cuánticas (QKD), un método de transmisión de información mediante luz enredada de forma que cualquier intercepción de la transmisión sea obvia para el usuario. Otro método es el generador cuántico de números aleatorios, que es capaz de producir números verdaderamente aleatorios, a diferencia de los algoritmos no cuánticos que simplemente imitan la aleatoriedad[3].

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BecaEn el marco del nuevo Cluster of Excellence Matter and Light for Quantum Computing (ML4Q), la Universidad RWTH de Aquisgrán concederá cada año becas completas de dos años a dos estudiantes destacados. Para conocer los detalles, véase más abajo en la sección Becas.

Gran parte de nuestra tecnología actual, desde la electrónica de semiconductores hasta los láseres, ha surgido de lo que a veces se denomina la “primera revolución cuántica”, es decir, la comprensión de las propiedades de la materia basada en las leyes de la mecánica cuántica. Más recientemente, conceptos elusivos de la mecánica cuántica como la superposición y el entrelazamiento -que durante mucho tiempo se han considerado curiosidades desconcertantes de la mecánica cuántica sin fines prácticos- se han convertido en las piedras angulares de varias aplicaciones tecnológicas que fomentan la noción de una “segunda revolución cuántica”.

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Estas aplicaciones van de la detección cuántica a las simulaciones cuánticas, pasando por las comunicaciones cuánticas y, por último, pero no menos importante, por la informática cuántica. Esta última representa un cambio de paradigma en la computación más fundamental que la evolución desde el ábaco hasta los superordenadores actuales y promete capacidades sin precedentes para determinadas tareas computacionales. En conjunto, estas diferentes aplicaciones forman el campo de la tecnología cuántica.

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