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Información Cuántica Encriptación Teleportación. La carrera por... la computadora cuántica nuevo software cuántico (algoritmos) nuevas tecnologías de.

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Presentación del tema: "Información Cuántica Encriptación Teleportación. La carrera por... la computadora cuántica nuevo software cuántico (algoritmos) nuevas tecnologías de."— Transcripción de la presentación:

1 Información Cuántica Encriptación Teleportación

2 La carrera por... la computadora cuántica nuevo software cuántico (algoritmos) nuevas tecnologías de comunicación (teleportación, protocolos entanglados) nuevas técnicas criptográficas (seguridad en la era de la información) una teoría cuántica de la información procesamiento de señales cuantizadas super-resolución por entanglamiento

3 Paradigma cuántico La Información Cuántica es una disciplina emergente que estudia cómo utilizar las leyes de la Mecánica Cuántica para codificar, procesar y transmitir información Ordenador cuántico Criptografía Cuántica Teleportación estándars Láseres atómicos Relojes atómicos BEC IC

4 El nuevo paradigma cuántico Ideas básicas 1930s Church, Gödel, Turing, Post,.. Computabilidad = Computabilidad en una máquina de Turing computar es, en última instancia, un proceso físico regido por la Física Clásica 1980s Feynman, Deutsch,..., Bennett, Shor,... Paradigma cuántico Física Clásica Ordenador clásico Mecánica Cuántica Ordenador cuántico

5 Paradigma cuántico Clases de complejidad computacional P = NP NP QP ? NP QP P ? ? ¿Pueden los problemas sin algoritmo clásico eficiente conocido ser tratados en forma eficiente cuánticamente? ¿Existe una caja negra cuántica que proporcione una mejora universal?

6 Elementos básicos de IC El qubit Podemos utilizar un electrón para implementar un bit = 0= 1| > Principio de superposición | 0 > + | 1 > Un registro cuántico puede hallarse en una superposición de registros clásicos ej: | > + | > + | > + | >

7 Información clásica el bit guardar bits transmitir bits Información cuántica superposiciones cuánticas: el qubit Encriptación Teleportación El sueño del ordenador cuántico

8

9 106 KB = 106 KBytes = * 8 bits = bits

10 ….. bit Byte Hay 2*2*2*2*2*2*2*2 = 256 Bytes diferentes : A z Ej: (rojo, verde, azul) (0, 204, 153) (245, 171, 121)

11 Don Quijote de la Mancha 900KB Foto de Cervantes 26KB Matrix 650 MB / 6 GB En este ordenador caben: 18 películas quijotes / tesis doctorales fotos

12 30 GB en 3.5in 10 bits/ m 2 1 bit/ átomos

13 Modem 56 Kbits/s ADSL / 3G 2 Mbits/s Podemos transmitir nuestro historial médico en < 0.1s una foto familiar en < 1s una película en < 20m Conexiones nacionales 100 Gbits/s

14 Por una fibra óptica circulan pulsos de luz (muchos fotones)

15 Se reduce a 1´s y 0´s que Se guardan en memorias magnéticas Se transmiten por pulsos eléctricos/fotones

16 Información clásica Información cuántica

17 ¿Podemos utilizar un electrón para crear un bit? ¿Podemos utilizar un fotón para crear un bit? = 0= | >

18 Podemos tener | 0 >, | 1 >, pero también | 0 > + | 1 > Principio de superposición gato de Schrödinger qubit: | > = | 0 > + | 1 > abre las puertas a la computación cuántica

19 Al medir el spin del electrón (o la polarización de un fotón) Sólo observamos | > | > o | > | > El resultado es aleatorio En forma incontrolable, el estado del electrón colapsa

20 Una imagen de relojes: Si 100% 50% Si 50%

21 Estrategia 1: Estrategia 2: = + +

22 Alice Bob Eva Gran cantidad de información debe transmitirse en forma segura transacciones económicas comunicación confidencial

23 Alice reduce el mensaje a 1s y 0s Me ha tocado el gordo Alice y Bob acuerdan públicamente: o = 1, o = 0 Alice envía A | > secreto B Bob mide internet | > 100% | > 50%, | > 50% | > 100% | > 50%, | > 50% Alice deduce secreto

24 Eva no puede interferir el mensaje sin ser descubierta | > | > 50% | > 50% Alice Eva Bob | > 50% | > 25% ¡Eva al descubierto!

25 | > A | > B En Física Clásica | > A | > B o | > A | > B En Mecánica Cuántica | > A | > B + | > A | > B

26 | > | > | > - | > | > tiempo | > Teleportación cuántica A B

27 3G Información clásica Genoma humano Planck LHC Nanotecnología Memoria biológica Ordenador cuántico

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