
Spanish: 
Traductor: Aurora Fibla-Madrigal
Revisor: Sebastian Betti
¡Muchas gracias!
Estudio la capacidad y también los límites
de las computadoras cuánticas.
Me gusta llamar a esto el estudio
de lo que no podemos hacer
incluso con computadoras que no tenemos.
(Risas)
Como resultado, a veces quien va
junto a mí en el avión me pregunta:
"¿Qué es eso de la computadora cuántica?"
Y digo: "Bueno, es una propuesta
de un nuevo tipo de computadora
basada en la mecánica cuántica".
Luego dicen: "¿Pero por qué?"
"Bueno, la mecánica cuántica
es una especie de sistema operativo básico
que el resto de la física
ejecuta como programas de aplicación.
No ha cambiado desde la década de 1920.

English: 
Translator: Christoph Sträter
Reviewer: Claire Ghyselen
Thank you so much!
I study the capabilities
and also the limits of quantum computers.
I like to call it the study
of what we can't do
even with computers that we don't have.
(Laughter)
As a result, I'm sometimes asked
by the person next to me on the plane:
"What is this, quantum computer?"
I say, "Well, it's a proposed
new kind of computer
that would exploit quantum mechanics."
Then they say, "But why?"
"Well, you know, quantum mechanics
is sort of the basic operating system
that the rest of physics
runs on as application programs.
It hasn't changed at all since the 1920s.

Spanish: 
Pensamos que nos permitiría resolver
ciertos problemas mucho más rápido
de lo que nos permiten
las computadoras actuales".
"¿Por qué la mecánica cuántica permite 
resolver las cosas más rápidamente?"
Es posible explicarlo
a una audiencia novata.
Definitivamente es posible.
El problema es que una vez
que se ha empezado a explicarlo realmente,
el avión ya aterrizó.
(Risas)
Entonces, no es de sorprender
que durante más de 20 años,
casi todos los artículos de divulgación
que se han escrito sobre el tema
hayan tomado el camino fácil.
Se han descrito las computadoras cuánticas
con palabras que suenan bien,
pero están algo equivocadas.
La gente reconoce correctamente, creo,
lo importante que esto va a ser
para el futuro de la ciencia
y la tecnología.

English: 
It ought to, we think, let us solve
certain problems dramatically faster
than we know how to solve them
with today's computers."
So then they say, "Well, why does quantum
mechanics let you solve things faster?"
You know, it is possible
to explain that to a lay audience.
It definitely is.
The only problem is that once you've
really gotten started explaining it,
by then the plane has already landed.
(Laughter)
So, it's no surprise
that for more than twenty years,
almost every popular article
that's ever been written on this subject
has taken an easy way out.
It has described quantum computers
in ways that sound cool
but are just kind of wrong.
People correctly recognize, I think,
just how important this is going to be
for the future of science and technology.

Spanish: 
Pero, lamentablemente, es uno de los temas
peor divulgados de la ciencia.
Me encanta que me hayan invitado
aquí, a Dresde,
específicamente para contar lo que "no es"
la computación cuántica.
Lo primero que no es,
es lo que sea que signifique esto.
(Risas)
Cuando se buscan imágenes
de computadoras cuánticas,
esta es una de las primeras
que aparecen.
Yo soy un teórico,
no trabajo en un laboratorio,
pero no creo que tengan este aspecto.
Vayamos al grano.
La gente dice: 
"Bueno, cuántica significa pequeña.
¿Cuánto más pequeña es una computadora
cuántica en relación con las actuales?"
O: "Se supone que son más rápidas.
¿Cuánto más rápidas?"
No son solo una versión más pequeña
o rápida de las computadoras actuales.

English: 
But it's, sadly, one of the most
mispopularized topics in science.
I was delighted when I was
invited here, to Dresden,
specifically to talk about
what quantum computing is not.
The first thing that it's not,
I guess, is whatever this is.
(Laughter)
When you do a Google image search
for quantum computer,
that's one of the first things
that come up.
I'm a theorist, I don't work in a lab,
but I don't think
that's what they look like.
Okay, more to the point.
People say, "Well, quantum means small,
so how many times smaller is a quantum
computer than today's computers?"
Or, "It's supposed to be faster,
so how many times faster is it?"
A quantum computer is not just a smaller
or faster version of today's computers.

English: 
It represents a fundamentally new way
of harnessing nature to do computation.
For certain problems -
adding up numbers,
simulating the weather -
a quantum computer
may help you little or not at all.
For other problems, a quantum
computer could do things in seconds
that, as far as we know,
would take any existing computer
longer than the age of the universe.
It all comes down to asymptotics.
What are the famous examples
of problems where a quantum computer
gives you these huge speed-ups?
One of them is simulating
quantum mechanics itself.
No surprise that a quantum
computer helps you there!
But I think if we actually build one
that may actually be the most
important economic application.
Because it is useful
for designing new drugs,

Spanish: 
Son una manera fundamentalmente nueva
de aprovechar la naturaleza para calcular.
Para ciertos problemas,
como sumar números, o simular el clima,
una computadora cuántica
puede ayudar poco o nada.
Para otros problemas, una computadora
cuántica podría hacer cosas en segundos,
lo que hasta donde sabemos,
llevaría a cualquier computadora actual
más tiempo que la edad del universo.
Todo se reduce a las asíntotas.
¿Cuáles son los ejemplos famosos
en que una computadora cuántica
nos da esas tremendas aceleraciones?
Uno de ellos es la simulación
de la mecánica cuántica en sí.
Una computadora cuántica
debe ayudarnos en eso.
Pero creo que si realmente
construimos alguna,
esa sería en realidad la aplicación
económica más importante.
Porque es útil
para diseñar nuevos fármacos,

English: 
designing high-temperature
superconductors,
designing nano materials,
better solar cells, all kinds of things.
The second famous application
is that a quantum computer
can efficiently find the prime factors
of an enormous positive integer.
Who cares about that?
Well, that and some related problems
would let you break
almost all of the cryptography
that we use to protect our data online.
Anytime your web browser
has that little padlock icon,
you are using something
that a quantum computer could break.
(Laughter)
There are other codes that we don't know
how to break even with a quantum computer,
but those are mostly not
the ones that we use today.
So, if you want to factor
an n-digit number,
the best algorithms that we know
with classical computers

Spanish: 
para diseñar superconductores
de alta temperatura,
nanomateriales,
mejores células solares, de todo.
La segunda aplicación famosa
es eso de que una computadora cuántica
halla eficientemente los factores primos
de un número entero positivo enorme.
¿A quién le importa eso?
Bien, eso y otros problemas relacionados
dejarían descifrar
casi toda la criptografía
que utilizamos para proteger
nuestros datos en línea.
Ese ícono que muestra el navegador,
ese candadito,
es algo que una computadora
cuántica podría descifrar.
(Risas)
A otros códigos no sabemos descifrarlos,
ni siquiera con una computadora cuántica.
Pero esos no son en su mayoría
los que usamos hoy.
De modo que si se quiere factorizar
un número de n dígitos,
los mejores algoritmos que conocemos
con las computadoras clásicas

Spanish: 
utilizan una cantidad de pasos
que aumenta exponencialmente con n.
Una función exponencial
como esta: 2 a la enésima potencia,
simplemente se dispara y se sale
de la diapositiva, del edificio.
(Risas)
Pero multiplicar dos números
de n dígitos es mucho más fácil.
Su computadora puede hacerlo
usando solo n pasos al cuadrado
o, si se es más inteligente, 
aproximarse a n cantidad de pasos.
Una computadora cuántica llevaría
el factoreo a esa categoría fácil.
Así, factorizar llevaría solo n pasos 
al cuadrado para un número de n dígitos.
La ventaja sobre una computadora clásica
no se mide en un factor fijo
sino porque se hace más y más enorme
conforme los números son mayores
hasta que simplemente no hay comparación.
Como ya indiqué,

English: 
use a number of steps that increases 
exponentially with n.
An exponential is a function
like this one, 2 to the nth power,
which just kind of shoots up and just goes
off the slide, out of the building.
(Laughter)
But multiplying two
n-digit numbers is a lot easier.
Your computer can do that
using only about n squared steps,
or, if you're more clever, even close
to a linear in n number of steps.
What a quantum computer would do
is put factoring into that easy class.
So, factoring also would only take about
n-squared steps for an n-digit number.
So the advantage over a classical
computer is not by some fixed factor
but just becomes more and more enormous
as you go to larger and larger numbers
until there's just no comparison.
As I've already indicated,

English: 
a quantum computer is not a magic bullet
that just solves all problems instantly.
It depends on the problem.
In computer science we like
to organize problems into a sort of zoo.
At the bottom, we've got P.
That stands for polynomial time.
You know, physicists give things
much better names -
quark, black hole - but ignore that.
(Laughter)
P is basically all of the problems
that are efficiently solvable
by an ordinary digital computer,
like the one in your pocket.
NP stands for non-deterministic
polynomial time.
That's the set of all the problems
for which a digital computer could
at least quickly recognize an answer
when given one.
But finding the answer might require
an astronomical search.
P includes most of what we do
with our computers:
multiplying, sorting,
finding directions with Google Maps.

Spanish: 
una computadora cuántica no es una varita
mágica que lo resuelve todo al instante.
Depende del problema.
En informática nos gusta organizar
los problemas en una especie de zoológico.
En la parte inferior, tenemos P.
Eso significa "tiempo polinomial".
Ya se sabe que los físicos nombran
mucho mejor las cosas...
cuark, agujero negro, pero olvídenlo.
(Risas)
P son básicamente todos los problemas
que se resuelven de manera eficiente
con una computadora digital común,
como la que tenemos en el bolsillo.
NP significa "tiempo polinómico
no determinista".
Ese es el conjunto de problemas
para los que una computadora digital 
podría reconocer rápidamente una respuesta
cuando se le da.
Pero encontrar la respuesta puede requerir
una búsqueda astronómica.
P incluye la mayor parte de lo que hacemos
con nuestras computadoras:
multiplicar, ordenar,
encontrar direcciones con Google Maps.

Spanish: 
NP tiene muchas más cosas
que nos encantaría hacer,
especialmente los problemas NP-completos,
que son los más difíciles en NP,
y eso incluye casi todo,
como la optimización industrial,
las finanzas, tratar de predecir
el comportamiento del mercado de valores,
tratar de optimizar los vuelos 
de una aerolínea, o jugar Sudoku.
Uno de los grandes problema sin resolver
de las matemáticas en este siglo
es probar formalmente
que NP es mayor que P.
Si fuéramos físicos, simplemente
diríamos que es una ley de la naturaleza.
Pero lo que los físicos llaman ley,
en matemáticas le llamamos conjetura.
Bien, BQP significa "tiempo polinómico
cuántico con error limitado".
Ese es el tipo de problemas

English: 
NP has many, many things
we would love to do,
especially these NP-complete problems,
which are the hardest problems in NP,
and that includes almost everything,
like industrial optimization,
finance, trying to predict
the stock market,
trying to optimize an airline
schedule or playing Sudoku.
One of the great unsolved
problems of mathematics in this century
is to formally prove
that NP is larger than P.
If we were physicists, we would have
just called that a law of nature.
But what physicists call a law,
we in math have to call a conjecture.
Now, BQP stands for bounded error
quantum polynomial time.
That's the class of all the problems

Spanish: 
que una computadora cuántica 
resuelve de manera eficiente:
la generalización cuántica de P.
Lo dibujé con esta línea ondulada
porque todo lo cuántico 
es espeluznante y extraño.
(Risas)
La gran sorpresa es que BQP
tiene problemas como el factoreo,
problemas especiales desconocidos
y que no se cree que estén en P.
Como se puede ver en esta imagen,
no se cree que BQP 
contenga los problemas NP-completos.
¿Podemos demostrar que no?
En realidad, no.
Ni siquiera podemos demostrar
que P no los contiene.
Eso requeriría un algoritmo cuántico
radicalmente diferente 
a los que conocemos.
Para problemas NP-completos,
las computadoras cuánticas
parecen dar cierta ventaja,
como una ventaja de raíz cuadrada,
pero probablemente no exponencial.
Las computadoras cuánticas tienen límites.
Pero, ¿de dónde vienen esos límites?

English: 
that are efficiently solvable
by a quantum computer,
the quantum generalization of P.
I drew it with this wavy boundary
because everything "quantum"
is spooky and weird.
(Laughter)
The big surprise was that BQP
contains a few problems, like factoring,
special problems that are neither known
nor believed to be in P.
As you can also see from this picture,
BQP is not known nor believed
to contain the NP-complete problems.
Can we prove it doesn't? Well, no.
We can't even prove
that P doesn't contain them.
But that would require a quantum algorithm
radically unlike
any of the ones that we know.
For NP-complete problems,
quantum computers
seem to give you some advantage,
like a square root kind of advantage,
but probably not an exponential one.
Even quantum computers have limits.
But where do those limits come from?

Spanish: 
Al leer cualquier artículo de divulgación
sobre este tema, notaremos que:
"A diferencia de una computadora clásica,
que solo tiene que probar cada posible
respuesta, una por una,
una computadora cuántica las prueba
a todas en paralelo,
en diferentes universos paralelos".
(Risas)
Eso suena potente, ¿verdad?
Eso suena a que resolvería
los problemas NP-completos
o algo así.
El problema es que no es tan simple.
Y este es el problema:
En mecánica cuántica,
se puede crear muy fácilmente
lo que llamamos una superposición cuántica
sobre todas las respuestas posibles
al problema,
incluso si existen en cifras astronómicas.
El problema es que para que sea útil,
en algún momento hay que mirar
la computadora para tener una respuesta.
Y si solo se mide la superposición
de respuestas que no han hecho nada más,
las leyes de la mecánica cuántica dicen
que eso dará una respuesta aleatoria.
Si queremos una respuesta aleatoria,

English: 
If you read almost any popular article
on this subject, it'll say something like:
"Unlike a classical computer,
which just has to try every possible
answer, one by one,
a quantum computer just tries
them all in parallel,
in different parallel universes."
(Laughter)
That does sound pretty powerful, right?
That does sound like that would crack
the NP-complete problems
or whatever else.
The trouble is it is not that simple.
And here's what the issue is:
In quantum mechanics,
you can actually quite easily create
what we call a quantum superposition
over all the possible answers
to your problem
even if there are
astronomically many of them.
The trouble is
if you want it to be useful,
at some point you've got to observe
yourcomputer to read an answer out.
And if you just measure the superposition
of answers not having done anything else,
the laws of quantum mechanics say
that what you're going to see
will be a random answer.
If you just wanted a random answer,

Spanish: 
entonces podemos elegirla nosotros mismos,
sin tantos problemas.
(Risas)
Cuando la gente al oír eso, dice:
"Bueno, entonces debe ser
que la computadora cuántica 
solo prueba una solución o la otra,
y no sabremos cuál hasta que no miremos".
¿Han oído sobre el gato de Schrödinger?
"Está en una superposición de estados 
vivo y muerto en la caja
hasta que se abra la caja y se mire.
Luego uno u otro desaparece".
Cualquier niño de diez años que oiga eso
va a preguntar de inmediato:
"Bueno, dado que no es una fantasía",
forma pomposa de decirlo,
"el gato está vivo o está muerto,
y no sabemos qué opción es real.
Entonces se abre la caja, se mira,
y se sabe".
¿Cuál es entonces el problema
con la mecánica cuántica?
Bueno, no es tan simple.
La esencia de lo que la mecánica cuántica
dice sobre el mundo

English: 
then you could have picked one yourself,
with a lot less trouble.
(Laughter)
When people hear that, they say:
"Oh, well, then it must be
that the quantum computer is just trying
one solution or the other one,
and we simply don't know which
until we look."
If you've ever heard
about Schrodinger's cat:
"Oh, it's in a superposition
of alive and dead states in the box
until you open the box and look.
Then it collapses to one or the other."
Any ten-year-old who hears that
is going to immediately ask:
"Well, why isn't that just a fancy,
pompous way of saying,
'The cat is either alive or it's dead,
and you don't know which,
so then you open the box and you look,
and then you do know'?"
Then what's the big deal
about quantum mechanics?
Well, it's not that simple.
The central thing that quantum
mechanics says about the world

English: 
is that if you have an object that can be
in two different distinguishable states,
it can also be in what we call
a superposition of those states.
A superposition means I assign
a number called an amplitude,
to each possible state.
In everyday life, we could talk about
the probability of something happening.
But a probability is always
a real number from 0 to 1.
There is never a negative 30% chance
of rain tomorrow, that's just stupid.
But amplitudes can be
positive or negative,
in fact, they can even be complex numbers.
Everything else arises from that.
In the famous double slit experiment,
you have a photon that could reach
a certain spot on a screen
in two different ways.
But one of those ways contributes
a positive amplitude,
and the other way contributes
a negative amplitude.
And the result is that they interfere
destructively and cancel each other out
so that the photon is never
seen there at all.

Spanish: 
es que un objeto que puede estar
en dos estados diferentes y distinguibles,
también puede estar en lo que llamamos
una superposición de esos estados.
La superposición significa que se asigna
un número llamado amplitud
a cada estado posible.
En la vida cotidiana, podríamos hablar
de la probabilidad de que algo suceda.
Pero una probabilidad es siempre
un número real de 0 a 1.
Nunca hay una probabilidad de -30 % 
de lluvia para mañana; es estúpido.
Pero las amplitudes pueden ser
positivas o negativas.
Incluso pueden ser números complejos.
Todo lo demás surge de esto.
En el famoso experimento de doble rendija,
hay un fotón que podría alcanzar
cierto lugar en una pantalla
de dos maneras diferentes.
Pero una de esas formas contribuye
a una amplitud positiva,
y la otra contribuye
a una amplitud negativa.
El resultado es que se interfieren
destructivamente y se anulan,
de modo que el fotón no se ve ahí, nunca.

Spanish: 
Las amplitudes se usan
para determinar la probabilidad
de que se vea algo cuando se mire,
pero cuando no se mira,
los fotones pueden interferirse.
Con la computación cuántica,
el objetivo es organizar las cosas
para que, por cada respuesta incorrecta,
algunos de los caminos hasta allí
tengan amplitud positiva
y otros amplitud negativa
para que se anulen unos a otros,
mientras que los caminos que conducen
a la respuesta correcta deben reforzarse.
Todos tienen el mismo signo,
y cuando se mide, la respuesta correcta
se verá con alta probabilidad.
De modo que ese es el raro martillo
que nos da la mecánica cuántica
y el objetivo de los teóricos 
de la computación cuántica
es fundamentalmente resolver
qué clavos pueden martillar.
La computación cuántica,
como probablemente ya han entendido,
no es una palabra aleatoria de moda

English: 
The amplitudes are used
to determine the probability
that you will see something when you look,
but when you don't look,
they can interfere.
With a quantum computation,
the goal is always to choreograph things
so that for each wrong answer,
some of the paths leading there
have positive amplitude
and others have negative amplitude
so they cancel each other out,
whereas the paths leading
to the right answer should reinforce,
all have the same sign,
and when you measure, the right answer
will be seen with high probability.
So that's the strange hammer
that quantum mechanics gives us
and the goal of quantum
computing theorists
is basically to figure out
what nails that can hit.
Quantum computing,
as you've probably gathered by now,
is not just some random buzzword

Spanish: 
para agregar como sazón a cualquier
emprendimiento tecnológico.
Ayuda mucho en ciertas cosas
y menos en otras.
Averiguar cuál es cuál
ha sido un desafío fascinante.
Otra cosa que la computación cuántica 
no es, es ciencia ficción.
Lo que mostré es un chip
construido recientemente
por un grupo en Google.
Tiene un montón de interacciones 
de alta calidad,
bits cuánticos superconductores: "cubits",
sistemas que pueden estar en superposición
de estados que representan 0 y 1.
Este chip tiene unos 22 cubits,
pero dicen que el próximo año 
piensan llegar a 49 cubits.
Y hay otros grupos en Innsbruck, Austria,
y en IBM, en Maryland,

English: 
to be added like a seasoning
onto whatever is your tech startup idea.
It helps a lot with certain things
and less so with others.
Figuring out which is which
has been a fascinating challenge.
The other thing that quantum computing
is not is that it's not science fiction.
So what I've shown here is a chip
that was recently built
by a group at Google.
This has a bunch
of very high-quality interacting,
superconducting quantum bits or "qubits":
systems that can be in a superposition
of states representing 0 and 1.
Google's current chip has about 22 qubits.
But they say that within the next year 
they're planning to scale up to 49 qubits.
And there are other groups
in Innsbruck, Austria,
and IBM in Maryland,

Spanish: 
que hacen esfuerzos paralelos
con todo tipo de plataformas físicas.
Tal vez 50 cubits no sean aún suficientes 
para hacer algo útil,
pero debería ser suficiente, creemos,
para hacer algo que al menos
clásicamente es difícil.
De modo que, dentro de unos años,
podremos lograr lo que pienso
como la aplicación número uno
de la computación cuántica,
que es refutar a quienes
dicen que es imposible.
(Risas)
¿Sería imposible por alguna profunda razón
que nadie ha resuelto aún?
Por supuesto, pero en cierto sentido,
esa es la posibilidad más emocionante.
Porque esa es la posibilidad
que significa que hay que reescribir
los libros de física.
En este punto,
creo que sí, que finalmente,
con suficiente dinero y esfuerzo
puede construirse la computadora cuántica,
y funcionará como dice esta teoría
y acelerará enormemente algunas cosas,
y esa es la posibilidad
aburrida y conservadora.
Esa es la que no requiere

English: 
that have parallel efforts
with all kinds of physical platforms.
Now, 50 cubits is probably not enough yet
to do anything useful.
But it should be enough, we think,
to do something that at least
is classically hard.
So, already within a few years,
we may achieve what I think of
as the number one application
of quantum computing,
which is just to disprove the people
who say that it is impossible.
(Laughter)
Now, could it be impossible for some deep
reason that no one has figured out yet?
Of course, but in some sense,
that's the more exciting possibility.
Because that's the possibility
that means that we have to rewrite
all the physics textbooks.
At this point,
I think that idea that, yes, eventually,
with enough money and effort
you could build a quantum computer,
and it will work as this theory says
and give huge speed-ups
for certain things,
that's the boring
conservative possibility.
That's the one that doesn't require

Spanish: 
cambiar lo que ya creemos en física.
Entonces, ¡abrace el futuro!
Normalmente, no soy fanático
de este tipo de lemas
con los que todos están de acuerdo.
(Risas)
Vengo de Estados Unidos.
No sé si alguno de Uds. habrá leído
las noticias del último año más o menos.
No todos en Estados Unidos
están abrazando el futuro,
lo que es una pena.
(Risas)
(Aplausos)
Lo lamento,
(Risas)
pero creo que deberíamos 
abrazar el futuro.
Pero si queremos hacerlo,
creo que un primer paso crucial
es aprender con precisión e informar
lo que ya se sabe en el presente.
Muchas gracias.
(Aplausos)

English: 
changing what we already
believe about physics.
So, embrace the future!
I'm not typically a huge fan
of these slogans that kind
of everyone agrees with.
(Laughter)
I'm coming here from the US.
I don't know if any of you have been
reading the news for the last year or so.
Not everyone in the US has been
totally into embracing the future,
which is kind of a pity.
(Laughter)
(Applause)
I'm sorry about that,
(Laughter)
but I do think that we should
embrace the future.
But if we want to do that,
I think a crucial first step
is to accurately learn and report
what's already known in the present.
Thank you.
(Applause)
