Simuladores de circuitos cuánticos online

Los simuladores de circuitos cuánticos en la Web son herramientas visuales e intuitivas que permiten explorar, aprender y entender el comportamiento de circuitos cuánticos pequeños. Para ello, solo tenemos que arrastrar y soltar los elementos del circuito y visualizar su comportamiento.

Una de los más conocidos es Quirk, una herramienta web de código abierto y Quirk-E, una versión avanzada del ecosistema, con mejoras sustanciales de diseño y flujos de trabajo profesionales.

A continuación, vemos su interfaz, que contiene las puertas clásicas X, Y y Z, puertas con dependencia temporal, puertas parametrizadas, controles de paridad, etc. Además, permite importar y exportar circuitos en QASM, Qiskit, etc. En Quirk, el qubit más arriba del diagrama es el qubit menos significativo.

A continuación, vemos la transformada de Fourier cuántica (QFT) para dos qubits. Esta transformada se representa mediante la siguiente matriz:

Si la entrada es una superposición de todas las bases, vemos que la salida es el estado y la transformada detecta las frecuencias de la superposición.

Cuando la entrada son los qubits , vemos que la salida tiene el mismo valor (1/2) en todas las coordenadas o qubits base, coincidiendo con la primera columna de la matriz.

Si la entrada es por ejemplo el estado , la salida es la segunda columna de la matriz, . Vemos que cuando la entrada es una sola base y no una superposición, la medida no permite distinguir cuál es el estado de entrada. Esto es porque el estado de entrada se codifica en las fases complejas de la superposición y al medirlo destruimos esta información y solo observamos las magnitudes, que son iguales sea cual sea el estado base de entrada.

Por lo tanto, hemos visto como los simuladores online permiten experimentar con circuitos cuánticos pequeños y familiarizarse con los principales algoritmos cuánticos.