Glosario de computación cuántica

Un algoritmo de búsqueda cuántica que encuentra un elemento marcado en una lista desordenada cuadráticamente más rápido que cualquier algoritmo clásico.

Un algoritmo cuántico para la factorización de enteros con aceleración exponencial sobre los mejores algoritmos clásicos conocidos.

Un algoritmo cuántico-clásico que utiliza una QPU para subrutinas cuánticas y un ordenador clásico para la optimización y el control.

El punto de referencia de IonQ para el número de qubits efectivamente utilizables que un sistema ofrece para ejecutar un algoritmo, teniendo en cuenta la conectividad, la fidelidad de puerta y la profundidad del circuito en lugar de solo contar qubits físicos.

Un algoritmo cuántico temprano que determina si una función oculta es constante o equilibrada en una sola consulta, frente a hasta la mitad de las entradas posibles de forma clásica, históricamente importante como la primera prueba de que los ordenadores cuánticos pueden ofrecer una aceleración exponencial.

Un algoritmo cuántico, llamado así por Harrow, Hassidim y Lloyd, que resuelve sistemas de ecuaciones lineales exponencialmente más rápido que los métodos clásicos bajo un conjunto específico y restrictivo de condiciones.

Una secuencia de puertas cuánticas aplicadas a un registro de qubits, seguida de mediciones.

Conectar varias QPU mediante interconexiones cuánticas para que se comporten como una única máquina lógica más grande.

La corrección de errores cuánticos (QEC) protege qubits lógicos frente a decoherencia y fallos de puerta mediante varios qubits físicos. Es la base de la computación cuántica tolerante a fallos.

Algoritmos criptográficos clásicos diseñados para ser seguros frente a ataques tanto de ordenadores clásicos como cuánticos.

Un circuito cuántico parametrizado cuyos ángulos de puerta son ajustados por un optimizador clásico para minimizar una función de coste.

El algoritmo de encapsulación de claves basado en retículas que NIST estandarizó como ML-KEM, el reemplazo poscuántico para el intercambio de claves Diffie-Hellman y RSA.

El algoritmo de firma digital basado en retículas que NIST estandarizó como ML-DSA, el reemplazo poscuántico principal para las firmas RSA y ECDSA.

Circuit Layer Operations Per Second: el punto de referencia de velocidad de IBM que mide qué tan rápido un sistema cuántico ejecuta circuitos completos, combinado con Quantum Volume para la calidad.

Un protocolo que envía dos bits de información clásica transmitiendo físicamente solo un qubit, usando un par entrelazado compartido previamente para duplicar la capacidad clásica del canal.

La pérdida de las propiedades cuánticas cuando un qubit interactúa con su entorno.

El cálculo clásico que convierte las mediciones de síndrome de error en una corrección real.

Un ingeniero de software que escribe circuitos cuánticos y algoritmos híbridos utilizando SDK cuánticos como Qiskit, PennyLane o HLQuantum.

Una correlación cuántica entre dos o más qubits en la que sus estados están vinculados independientemente de la distancia.

Una representación geométrica de todos los estados posibles de un solo qubit como un punto sobre una esfera unitaria.

Un algoritmo que estima la fase del autovalor de un operador unitario: la subrutina que subyace al algoritmo de Shor y a los cálculos de energía en química cuántica.

Uno de los cuatro estados de dos qubits máximamente entrelazados: el ejemplo más simple de entrelazamiento cuántico.

Un algoritmo cuántico que estima la amplitud de probabilidad de un resultado marcado de forma cuadráticamente más rápida que el muestreo clásico de Monte Carlo, la base de las aceleraciones cuánticas propuestas en la valoración de derivados y el análisis de riesgo.

Una medida (de 0 a 1) de cuán cercana está una operación o estado cuántico real al objetivo ideal.

Un algoritmo de firma digital basado en retículas que NIST estandarizó como FN-DSA, elegido por el tamaño compacto de sus firmas donde el ancho de banda o el almacenamiento son limitados.

El acto de observar el estado de un qubit, que colapsa la superposición a un 0 o 1 definido.

Técnicas de postprocesamiento clásico que reducen el efecto del ruido del hardware sin corrección de errores cuánticos completa.

Noisy Intermediate-Scale Quantum (cuántica ruidosa de escala intermedia): dispositivos con 50 a 1000 qubits sin corrección de errores completa.

Las puertas fundamentales de un solo qubit X, Y, Z, que forman la base de todas las operaciones cuánticas.

Una operación unitaria que transforma el estado de uno o más qubits.

La puerta H: crea una superposición equitativa de |0⟩ y |1⟩ a partir de un estado base.

Controlled-NOT (NOT controlada): una puerta de dos qubits que invierte el qubit objetivo cuando el qubit de control es |1⟩.

La puerta CCX de tres qubits: invierte el qubit objetivo solo cuando ambos qubits de control son |1⟩.

El número total de ejecuciones de circuito asignadas a un trabajo cuántico: un límite práctico de recursos.

El error total tolerable acumulado a lo largo de un circuito antes de que los resultados se vuelvan poco fiables.

La unidad fundamental de la información cuántica: el análogo cuántico de un bit clásico.

Quantum Processing Unit (unidad de procesamiento cuántico): el chip de hardware físico que ejecuta circuitos cuánticos.

Quantum Fourier Transform (transformada cuántica de Fourier): el análogo cuántico de la transformada discreta de Fourier, exponencialmente más rápido.

Quantum Approximate Optimization Algorithm: un algoritmo híbrido para problemas de optimización combinatoria.

Un qubit auxiliar utilizado como ayudante en cálculos cuánticos, a menudo para detección de errores o retroceso de fase.

Un qubit con corrección de errores codificado a través de muchos qubits físicos: la unidad de cálculo en los ordenadores cuánticos tolerantes a fallos.

El momento hipotético en el que un ordenador cuántico rompe la criptografía de clave pública actualmente desplegada.

Un qubit construido a partir de un circuito superconductor con una o más uniones Josephson, enfriado casi hasta el cero absoluto y controlado con pulsos de microondas.

Un qubit codificado en los niveles de energía internos de un ion individual mantenido en su lugar por campos electromagnéticos y controlado con pulsos láser.

Un qubit codificado en una propiedad de un único fotón, como la polarización o el camino, que puede viajar por fibra óptica y operar sin refrigeración criogénica profunda.

Un qubit codificado en los estados internos de un átomo neutro individual mantenido en su lugar por un haz láser enfocado (una pinza óptica), usando estados de Rydberg para entrelazar átomos vecinos.

Un qubit codificado en el estado de espín de un único electrón o núcleo confinado en un punto cuántico semiconductor, fabricado con procesos adaptados de la manufactura de chips convencional.

Un qubit teorizado que codifica información en el trenzado de cuasipartículas exóticas, de modo que los errores se suprimen por la topología del propio qubit en lugar de corregirse después del hecho.

Un enfoque especializado de la computación cuántica que encuentra soluciones de baja energía para problemas de optimización evolucionando lentamente un sistema de qubits desde un estado inicial sencillo hacia uno cuya configuración de menor energía codifica la respuesta.

Un sistema que conecta procesadores cuánticos separados distribuyendo entrelazamiento entre ellos, normalmente transportado por fotones.

Incertidumbre estadística en los resultados de medición al ejecutar un circuito cuántico un número finito de veces.

La capacidad de un sistema cuántico de existir en varios estados al mismo tiempo.

Un algoritmo de firma digital sin estado basado en hash que NIST estandarizó como SLH-DSA, ofreciendo una alternativa conservadora por si los esquemas basados en retículas llegaran a romperse.

La demostración de que un ordenador cuántico puede resolver alguna tarea específica, a menudo artificial, más rápido de lo que puede hacerlo cualquier ordenador o algoritmo clásico, sin importar si la tarea en sí es útil.

El proceso de compilar un circuito cuántico al conjunto de puertas nativas y a la conectividad de qubits de un dispositivo específico.

T1 es el tiempo de relajación de energía del qubit; T2 es el tiempo de coherencia (desfase). Ambos limitan la duración del circuito.

Una unidad de trabajo enviada a un servicio cuántico en la nube: uno o más circuitos para ejecutarse en una QPU o un simulador.

Un protocolo que transmite el estado exacto de un qubit desconocido a un qubit distante usando entrelazamiento compartido previamente y dos bits clásicos, sin mover físicamente la partícula ni violar el teorema de no clonación.

El término de IBM para circuitos cuánticos que son demasiado complejos para simularse de forma clásica pero que pueden ejecutarse en QPU reales.

Variational Quantum Eigensolver: un algoritmo híbrido cuántico-clásico para encontrar energías de estado fundamental.

El benchmark de un solo número de IBM que mide la capacidad general de un ordenador cuántico, teniendo en cuenta los qubits, la conectividad y la fidelidad.

Una aceleración o mejora demostrada en la que un ordenador cuántico supera al mejor algoritmo clásico en una tarea práctica.