Informacin Cuntica Encriptacin Teleportacin Informacin Cuntica Informacin clsica

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Información Cuántica Encriptación Teleportación

Información Cuántica Encriptación Teleportación

Información Cuántica • Información clásica • el bit • guardar bits • transmitir bits

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

¿ Cuánta información contiene un cuadro ?

¿ Cuánta información contiene un cuadro ?

La información se puede medir 106 KB = 106 KBytes = 106000 * 8

La información se puede medir 106 KB = 106 KBytes = 106000 * 8 bits = 848 000 bits

8 bits = 1 Byte bit 0100100011 1110 …. . Byte Hay Ej: 2*2*2*2*2

8 bits = 1 Byte bit 0100100011 1110 …. . Byte Hay Ej: 2*2*2*2*2 = 256 Bytes diferentes 00110000 : 01000001 A 01110000 z Ej: (rojo, verde, azul) (0, 204, 153) (245, 171, 121)

¿ Cuánta información podemos guardar ? • Don Quijote de la Mancha • Foto

¿ Cuánta información podemos guardar ? • Don Quijote de la Mancha • Foto de Cervantes • Matrix 900 KB 26 KB 650 MB / 6 GB En este ordenador caben: 18 películas 20 000 quijotes / tesis doctorales 1 000 fotos

¿ Cómo ? 30 GB en 3. 5 in 10 bits/ m 2 1

¿ Cómo ? 30 GB en 3. 5 in 10 bits/ m 2 1 bit/ 10000000 átomos

¿ Cuánta información podemos transmitir ? • Modem 56 Kbits/s • ADSL / 3

¿ Cuánta información podemos transmitir ? • Modem 56 Kbits/s • ADSL / 3 G 2 Mbits/s Podemos transmitir nuestro historial médico en < 0. 1 s una foto familiar en < 1 s una película en < 20 m • Conexiones nacionales 100 Gbits/s

¿ Cómo ? Por una fibra óptica circulan pulsos de luz (muchos fotones)

¿ Cómo ? Por una fibra óptica circulan pulsos de luz (muchos fotones)

La información clásica Se reduce a 1´s y 0´s que Se guardan en memorias

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

Información clásica Información cuántica

Información clásica Información cuántica

Información cuántica ¿Podemos utilizar un electrón para crear un bit? = |1 > =

Información cuántica ¿Podemos utilizar un electrón para crear un bit? = |1 > = |0 > ¿Podemos utilizar un fotón para crear un bit? 1 0

Un poquito de Mecánica Cuántica Podemos tener | 0 > , | 1 >,

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

Otro poquito de Mecánica Cuántica Al medir el spin del electrón (o la polarización

Otro poquito de Mecánica Cuántica 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

Una imagen de relojes: Si 100% Si 50%

Una imagen de relojes: Si 100% Si 50%

NO existe una fotocopiadora cuántica Estrategia 1: Estrategia 2: = + +

NO existe una fotocopiadora cuántica Estrategia 1: Estrategia 2: = + +

Encriptación Alice Bob Eva Gran cantidad de información debe transmitirse en forma segura •

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

Encriptación cuántica • Alice reduce el mensaje a 1’s y 0’s Me ha tocado

Encriptación cuántica • Alice reduce el mensaje a 1’s y 0’s Me ha tocado el gordo 1110010001111101. . • Alice y Bob acuerdan públicamente: o = 1 , o = 0 • Alice envía Alice deduce Bob mide A | > | > | > secreto B internet | > | > | > 100% 50% , | > 50% secreto

Eva no puede interferir el mensaje sin ser descubierta | > | > 50%

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

Universidad de Viena (2000)

Universidad de Viena (2000)

Entrelazado cuántico | >A | >B En Física Clásica | >A | >B o

Entrelazado cuántico | >A | >B En Física Clásica | >A | >B o | >A | >B En Mecánica Cuántica | >A | >B + | >A | >B

Entrelazado a 11 km

Entrelazado a 11 km

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

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

La era de la información • 3 G • Información clásica Genoma humano Planck

La era de la información • 3 G • Información clásica Genoma humano Planck LHC • Nanotecnología • Memoria biológica • Ordenador cuántico

Detector de LHC 40 M leve l 1 Hz (40 TB/ sec) s peci

Detector de LHC 40 M leve l 1 Hz (40 TB/ sec) s peci 7 5 al h K leve ardw l 2 - Hz (7 a 5 5 KH embedde GB/sec) re d pr z( leve l 100 3 (100 Hz M 1 petabit/s oces B/se sors c) PCs 5 G B/se data c) r e c offli o ne a rding & naly sis online system multi-level trigger filter out background reduce data volume