TL, DR: Ya se han hecho argumentos de ingeniería y física. Agrego una perspectiva histórica: sostengo que el campo de la computación cuántica tiene realmente solo un poco más de dos décadas y que nos llevó más de tres décadas construir algo como el MU5.
Como mencionas la línea de tiempo, echemos un vistazo más de cerca:
Los inicios
En primer lugar, Richard Feynman expresó la posibilidad de algo así como una computadora cuántica en el oeste (1959 o 1981 si lo desea) y Yuri Manin en el este (1980). Pero eso es solo tener una idea. No se inicia la implementación.
¿Cuándo sucedieron cosas similares con la informática clásica? Bueno, hace mucho tiempo. Charles Babbage, por ejemplo, ya quería construir máquinas informáticas a principios del siglo XIX y ya tenía ideas. Pascal, Leibniz, todos tenían ideas. La máquina analítica de Babbage de 1837 que nunca se construyó debido a problemas de financiación e ingeniería (por cierto, el precursor de la máquina analítica se construyó con Lego ) es definitivamente la primera idea más reciente que ya está muy por delante de lo que Feynman y Manin propusieron. computación cuántica, porque propone una implementación concreta.
Los años 70 no ven nada relacionado con una computadora cuántica. Se inventan algunos códigos, se realiza una base teórica (¿cuánta información se puede almacenar?), Lo cual es necesario para el control de calidad, pero en realidad no persigue la idea de la computadora cuántica.
Los códigos y las ideas relacionadas con la comunicación son para la computación cuántica lo que los teléfonos y los cables telegráficos son para la computación clásica: un precursor importante, pero no una computadora. Como saben, los códigos Morse y los telégrafos son tecnologías del siglo XIX y también se estudiaron códigos más difíciles para canales ruidosos. La base matemática (en términos de no-go-teoremas y similares) fue realizada en 1948 por Shannon.
De todos modos, se puede argumentar que la informática de tarjetas perforadas se desarrolló en 1804 para tejer , pero no quiero afirmar que este fue realmente el comienzo de la computación clásica.
Computadoras universales (cuánticas)
Entonces, ¿cuándo comenzó el cálculo? Voy a argumentar que necesita una serie de cosas para que la investigación para la computación universal despegue; antes de eso, el número de personas y dinero invertido allí será limitado.
- Necesita la noción de una computadora universal y un modelo teórico de qué lograr.
- Necesita una arquitectura de cómo implementar una computadora universal, en un nivel teórico.
- Necesita un sistema de la vida real donde pueda implementarlo.
¿Cuándo los obtenemos en computación cuántica?
- Deutsch describe la computadora cuántica universal en 1985 (hace 33 años).
- Los modelos de circuito y las puertas se desarrollan al mismo tiempo.
- El primer modelo completo de cómo armar todo fue propuesto por Cirac y Zoller en 1994 (hace apenas 24 años).
Todos los otros avances en la computación cuántica antes o durante ese tiempo se limitaron a la criptografía, los sistemas cuánticos en general u otra teoría general.
¿Qué pasa con la computación clásica?
Entonces, en 1994 estamos en un estado comparable al de 1937:
- Hay algunas personas que hacen el trabajo preliminar teórico, y el trabajo preliminar ya está hecho.
- Hay un buen número de personas que realizan trabajos de ingeniería en cuestiones fundamentales que no están directamente relacionadas pero que son muy útiles para construir una computadora (cuántica).
- Y el campo generalmente no es tan grande y está bien financiado.
- Pero: a partir de esa fecha, los fondos y las personas comienzan a llegar al campo.
El campo está despegando
Para la informática clásica, esto se ilustra por la cantidad de diferentes "primeros sistemas informáticos" en la línea de tiempo de Wikipedia. Hubo varios grupos de investigación al menos en Alemania, Inglaterra y los Estados Unidos en varios lugares (por ejemplo, Manchester y Bletchley Park en el Reino Unido, por nombrar solo algunos). El dinero en tiempo de guerra se desvió a la informática porque era necesario, por ejemplo, para el desarrollo de la bomba nuclear (ver cuentas en Los Alamos).
Para el cálculo cuántico, vea, por ejemplo, este comentario :
El campo de QIS comenzó un crecimiento explosivo a principios y mediados de la década de 1990 como consecuencia de varios estímulos simultáneos: Peter Shor demostró que una computadora cuántica podía factorizar números muy grandes de manera súper eficiente. La industria de los semiconductores se dio cuenta de que la mejora de las computadoras de acuerdo con la ley de Moore llegaría demasiado pronto al límite cuántico, lo que requeriría cambios radicales en la tecnología. Los desarrollos en las ciencias físicas produjeron iones atómicos atrapados, cavidades ópticas avanzadas, puntos cuánticos y muchos otros avances que hicieron posible contemplar la construcción de dispositivos lógicos cuánticos viables. Además, la necesidad de comunicaciones seguras impulsó las investigaciones de esquemas de comunicación cuántica que serían a prueba de manipulaciones.
En general, desde el momento en que las bases teóricas de las computadoras modernas se establecieron hasta el momento en que las primeras computadoras están disponibles (Zuse 1941, Manchester 1948, por nombrar solo dos) tomó aproximadamente una década. Del mismo modo, los primeros sistemas tardaron aproximadamente una década en hacer algún tipo de cálculo universalmente programable con sistemas cuánticos. Por supuesto, sus capacidades son más bajas que las primeras computadoras Manchester, pero aún así.
Veinte años después, vemos lentamente un crecimiento explosivo en tecnología y muchas empresas se involucran. También vemos la llegada de nuevas tecnologías como el transistor (descubierto por primera vez en 1947).
Del mismo modo, 20 años después del comienzo de la computación cuántica, vemos la seria entrada de empresas privadas en el campo, con Google, IBM, Intel y muchas otras. Cuando estaba en mi primera conferencia en 2012, su participación aún era académica, hoy es estratégica. Del mismo modo, vimos una propuesta de una gran cantidad de diferentes sistemas de computación cuántica durante la década de 2000, como qubits superconductores, que forman la base de los chips más avanzados de las tres compañías mencionadas anteriormente. En 2012, nadie podría afirmar tener un sistema algo confiable con más de un par de qubits físicos. Hoy, solo seis años después, IBM te permite jugar con sus 16 qubits muy confiables (5 si realmente solo quieres jugar) y Google afirma probar un sistema de 72 qubits mientras hablamos.
Sí, todavía tenemos un camino por recorrer para tener una computadora cuántica confiable a gran escala con capacidades de corrección de errores, y las computadoras que tenemos actualmente son más débiles que las computadoras clásicas que teníamos en los años 60, pero yo (como otros explican en otras respuestas) creen que esto se debe a los desafíos únicos de ingeniería. Existe una pequeña posibilidad de que se deba a limitaciones físicas de las que no tenemos idea, pero si lo es, dado el progreso actual, deberíamos saberlo en un par de años a más tardar.
¿Cuál es mi punto aquí?
- Argumenté que la razón por la que aún no vemos una computadora cuántica MU5 también se debe al hecho de que el campo aún no es tan antiguo y que no ha recibido tanta atención hasta hace poco.
- Sostengo que desde una perspectiva actual, parecía que las computadoras clásicas se volvieron muy buenas muy rápidamente, pero que esto descuida décadas de trabajo previo donde el desarrollo y el crecimiento no parecían tan rápidos.
- Sostengo que si crees (como casi todo el mundo en el campo) que los problemas iniciales de ingeniería que enfrentan las computadoras cuánticas son más difíciles que los que enfrentan las computadoras clásicas, entonces ves una trayectoria de investigación e innovación muy comparable a una de las computadoras clásicas . Por supuesto, son algo diferentes, pero las ideas básicas de cómo funciona son similares.