Simulador cuántico: cómo comprobar el puente entre el modelo y la realidad ✛ ✎

Original: "What is a quantum simulator?"
arXiv:1405.2831 · 2014-05-12 · arXiv non-exclusive · análisis propio · 1 min
Un simulador cuántico es un dispositivo que pone a prueba un modelo de un sistema físico aprovechando los efectos cuánticos.

Para entender un sistema cuántico complejo, los científicos construyen otro sistema cuántico que se comporta de la misma manera. Es como construir un puente pequeño sobre un río para entender cómo se comportará un puente grande. Pero, ¿cómo saber que el puente pequeño no nos engañará? La respuesta es que la simulación no es solo una demostración, sino un puente entre el modelo y la realidad, y hay que ponerlo a prueba.

La simulación es el primer paso: primero el dispositivo reproduce el modelo, luego se compara el modelo con el sistema real. El cálculo, en cambio, es un cálculo garantizado y exacto que no requiere recurrir a la realidad.

La confianza en un simulador no es una propiedad objetiva, sino el resultado de un proceso de verificación: pruebas, comparaciones y acumulación gradual de certeza. Así como se confía en un puente después de que miles de camiones han pasado por él, se confía en un simulador después de que sus predicciones han coincidido con la realidad en miles de casos. En el futuro, cuando los simuladores empiecen a superar a las computadoras clásicas, verificar su fiabilidad se convertirá en la tarea principal.

El término 'simulador cuántico' se atribuye a menudo a Richard Feynman, quien en 1982 sugirió que los sistemas cuánticos se modelan mejor con dispositivos cuánticos. Sin embargo, la idea misma de usar un sistema físico para estudiar otro se remonta a los antiguos modelos mecánicos de los cuerpos celestes.

\hat{\rho}(t) = \sum_{s,i} p(\{N_{s,i}\}, t) |\{N_{s,i}\}, t\rangle\langle\{N_{s,i}\}, t|
Un dispositivo es clásico si su estado puede describirse mediante probabilidades de ocupación de modos de una sola partícula sin coherencias entre ellos.
Científicos
Erwin SchrödingerHugh Everett IIIDavid DeutschJohn Stewart BellLouis de BroglieLov Grover
Conceptos
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