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Informaci

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Informaci n Cu ntica Encriptaci n Teleportaci n * Que es lo que se busca? Como nos afecta todo esto a los ingenieros electronicos y ... – PowerPoint PPT presentation

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Title: Informaci


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
Qué es la Información Cuántica?
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
IC
Teleportación
estándars
Relojes atómicos
Láseres atómicos
BEC
4
Ideas básicas
Paradigma cuántico
El nuevo paradigma cuántico
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,...
Ordenador cuántico
Ordenador clásico
Física Clásica
Mecánica Cuántica
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 gt
1 gt
Un registro cuántico puede hallarse en una
superposición de registros clásicos ej
001001 gt 101001 gt 001001
gt 101001 gt
7
Información Cuántica
  • Información clásica
  • el bit
  • guardar bits
  • transmitir bits
  • Información cuántica
  • superposiciones cuánticas el qubit
  • Encriptación
  • Teleportación
  • El sueño del ordenador cuántico

8
Cuánta información contiene un cuadro ?
9
La información se puede medir
106 KB 106 KBytes 106000 8 bits
848 000 bits
10
8 bits 1 Byte
bit
01001000 00100011 11101110 ..
Byte
Hay 22222222 256 Bytes diferentes
Ej
00110000 ? 01000001 ? A 01110000 ? z
Ej
(rojo, verde, azul) (0, 204, 153) ? (245,
171, 121) ?
11
Cuánta información podemos guardar ?
  • Don Quijote de la Mancha 900KB
  • Foto de Cervantes
    26KB
  • Matrix 650 MB
    / 6 GB
  • En este ordenador caben
  • 18 películas
  • 20 000 quijotes / tesis doctorales
  • 1 000 000 fotos

12
Cómo ?
30 GB en 3.5in 10 bits/?m2 1 bit/ 10000000
átomos
13
Cuánta información podemos transmitir ?
  • Modem 56 Kbits/s
  • ADSL / 3G 2 Mbits/s
  • Podemos transmitir
  • nuestro historial médico en lt 0.1s
  • una foto familiar en lt
    1s
  • una película en lt 20m
  • Conexiones nacionales 100 Gbits/s

14
Cómo ?
Por una fibra óptica circulan pulsos de luz
(muchos
fotones)
15
La información clásica
Se reduce a 1s y 0s que Se guardan en
memorias magnéticas Se transmiten por pulsos
eléctricos/fotones
16
Información clásica Información
cuántica
17
Información cuántica
Podemos utilizar un electrón para crear un
bit? Podemos utilizar un fotón para crear
un bit?
0
1
1
0
18
Un poquito de Mecánica Cuántica
  • Podemos tener 0 gt , 1 gt, pero también
  • 0 gt 1 gt
  • Principio de superposición
  • gato de Schrödinger
  • qubit
  • ? gt ? 0 gt ?
    1 gt
  • abre las puertas a la computación cuántica

19
Otro poquito de Mecánica Cuántica
Al medir el spin del electrón (o la polarización
de un fotón) Sólo observamos
? ? gt
? gt o ?
? gt ? gt
En forma incontrolable, el estado del electrón
colapsa
El resultado es aleatorio
20
Una imagen de relojes
Si
Si
50
100
50
21
NO existe una fotocopiadora cuántica
Estrategia 1
22
Encriptación
Alice
Bob
Eva
  • Gran cantidad de información debe transmitirse en
  • forma segura
  • transacciones económicas
  • comunicación confidencial

23
Encriptación cuántica
  • Alice reduce el mensaje a 1s y 0s
  • Me ha tocado el gordo
    1110010001111101..
  • Alice y Bob acuerdan públicamente ? o ? 1
    , ? o ? 0
  • Alice envía

A ? gt ? gt ? gt ? gt ? gt ? gt
secreto
24
Eva no puede interferir el mensaje sin ser
descubierta
? gt
Alice Eva
Bob
25
Entrelazado cuántico
? gtA
? gtB
En Física Clásica ? gtA
? gtB o ? gtA ? gtB En
Mecánica Cuántica ? gtA
? gtB ? gtA ? gtB
26
Teleportación cuántica
tiempo
gt
B
gt ? gt ? gt - ? gt ? gt
A
27
La era de la información
  • 3G
  • Información clásica
  • Genoma humano
  • Planck
  • LHC
  • Nanotecnología
  • Memoria biológica
  • Ordenador cuántico

28
POR JORGE ENRIQUE BELTRAN DIAZCODIGO234234G09
N04
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