La computación cuántica adiabática (AQC) es de hecho un ejemplo de computación cuántica universal dentro del ámbito del procesamiento de información cuántica. En el panorama de los modelos de computación cuántica, la computación cuántica universal se refiere a la capacidad de realizar cualquier computación cuántica de manera eficiente con suficientes recursos. La computación cuántica adiabática es un paradigma que ofrece un enfoque diferente a la computación cuántica en comparación con el modelo de circuito más conocido, como la computación cuántica basada en puertas, ejemplificada por el modelo de circuito cuántico.
En la computación cuántica adiabática, el algoritmo cuántico se implementa haciendo evolucionar un sistema cuántico desde un hamiltoniano inicial cuyo estado fundamental es fácil de preparar hasta un hamiltoniano final cuyo estado fundamental codifica la solución al problema computacional de interés. Esta evolución se realiza de forma continua y sin cambios bruscos, proceso conocido como evolución adiabática. El éxito del cálculo depende de que el sistema permanezca en su estado fundamental a lo largo de esta evolución, lo que garantiza el teorema adiabático de la mecánica cuántica.
El concepto de universalidad en la computación cuántica es crucial, ya que significa la capacidad de realizar cualquier computación cuántica de manera eficiente utilizando un modelo informático particular. En el caso de la computación cuántica adiabática, la universalidad se logra mediante el teorema de la computación cuántica adiabática, que establece que cualquier computación cuántica puede simularse eficientemente mediante un proceso de computación cuántica adiabática si se permite que el tiempo de evolución sea polinomio en el tamaño del problema. instancia.
Para demostrar la universalidad de la computación cuántica adiabática, es esencial demostrar que puede simular eficientemente otros modelos universales de computación cuántica, como el modelo de circuito cuántico. Esto se puede lograr mapeando circuitos cuánticos con procesos de evolución adiabática de una manera que preserve el poder computacional del circuito original. Si bien el paradigma de la computación cuántica adiabática puede no ser tan intuitivo o sencillo como el modelo de computación cuántica basado en puertas, su universalidad establece su importancia en el ámbito de la computación cuántica.
Además, se ha demostrado que la computación cuántica adiabática es capaz de resolver de manera eficiente ciertos problemas que se cree que son difíciles para las computadoras clásicas, como ciertos problemas de optimización. Esto resalta la posible relevancia práctica de la computación cuántica adiabática más allá de su universalidad teórica.
La computación cuántica adiabática es un ejemplo de computación cuántica universal y ofrece una perspectiva distinta de la computación cuántica que aprovecha la evolución adiabática para realizar cálculos cuánticos de manera eficiente. Su universalidad está respaldada por el teorema de computación cuántica adiabática y su capacidad para simular otros modelos universales de computación cuántica.
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