Algoritmo
Procedimiento ordenado para transformar información y obtener un resultado. Un mejor algoritmo puede resolver un problema con muchas menos operaciones sin necesidad de utilizar una computadora más potente.
Algoritmo cuántico
Procedimiento diseñado para utilizar propiedades de los sistemas cuánticos —como superposición, interferencia y entrelazamiento— con el objetivo de realizar determinados cálculos de una manera diferente de los métodos convencionales. Que sea cuántico no significa automáticamente que sea más rápido o mejor.
Algoritmo de Grover
Algoritmo cuántico para problemas de búsqueda. Modifica progresivamente las probabilidades para favorecer los candidatos que cumplen una condición. Puede reducir considerablemente la cantidad de verificaciones necesarias, aunque no elimina el costo de comprobar cada candidato.
Algoritmo de Shor
Algoritmo cuántico conocido especialmente por su capacidad teórica para factorizar números grandes de una forma mucho más eficiente que los mejores métodos clásicos conocidos. Es relevante para ciberseguridad porque afecta la base matemática de sistemas como RSA y otros mecanismos de clave pública.
Algoritmo variacional
Método híbrido en el que una computadora cuántica ejecuta circuitos parametrizados y una computadora clásica utiliza los resultados para ajustar esos parámetros de forma iterativa. QAOA y VQE son ejemplos.
Bit
Unidad básica de información de una computadora convencional. Puede adoptar uno de dos valores: 0 o 1. Grandes cantidades de bits permiten representar textos, imágenes, programas, transacciones y prácticamente cualquier información digital.
Caso de uso cuántico
Problema concreto de una organización para el cual se estudia si alguna forma de computación cuántica podría aportar una mejora relevante. No comienza por preguntarse “¿dónde usamos quantum?”, sino por identificar primero qué necesidad real se intenta resolver. El libro insiste en esta lógica a lo largo de la Parte IV.
Circuito cuántico
Representación de la secuencia de operaciones de un cálculo cuántico. Parte de un estado inicial, aplica transformaciones en determinado orden y termina realizando mediciones que producen una salida utilizable.
Coherencia
Capacidad de un sistema cuántico para conservar durante suficiente tiempo las propiedades y relaciones necesarias para realizar el cálculo. Cuanto antes se degrade esa información, menor cantidad de operaciones útiles puede realizarse. El libro la presenta junto con fidelidad, profundidad y conectividad como una dimensión relevante de la capacidad de una máquina.
Computación clásica o convencional
Forma de computación utilizada por las computadoras actuales, basada fundamentalmente en bits, procesadores convencionales, GPU, servidores y supercomputadoras. El libro la utiliza siempre como referencia contra la cual debe compararse una eventual solución cuántica.
Computación híbrida clásico-cuántica
Arquitectura en la que computadoras convencionales y procesadores cuánticos colaboran. Cada uno ejecuta las partes del problema para las que resulta más apropiado.
Computación cuántica
Forma de computación que utiliza sistemas físicos regidos por propiedades cuánticas para representar y transformar información. Su interés no está en reemplazar toda la computación convencional, sino en abordar determinados problemas de una forma diferente cuando esa diferencia pueda producir una ventaja significativa.
Conectividad
Indica qué cúbits de un procesador pueden interactuar directamente entre sí. Una conectividad limitada puede obligar a realizar operaciones adicionales para relacionar cúbits alejados, aumentando el costo y los errores del circuito.
Corrección de errores cuánticos
Conjunto de técnicas destinadas a proteger información cuántica frente a errores físicos. En lugar de guardar la información en un único cúbit, se distribuye entre varios cúbits físicos para construir información lógica más confiable.
Criptoagilidad
Capacidad de una organización para cambiar algoritmos, claves, certificados y mecanismos criptográficos sin tener que reconstruir completamente sus sistemas. Es una capacidad central para prepararse frente a la transición poscuántica.
Criptografía poscuántica (PQC)
Algoritmos criptográficos diseñados para ejecutarse en computadoras convencionales pero resistir ataques conocidos basados en futuras computadoras cuánticas suficientemente capaces. No debe confundirse con criptografía “ejecutada en una computadora cuántica”.
Cúbit o qubit
Unidad básica de información de una computadora cuántica. Utiliza dos estados de referencia, 0 y 1, pero durante el cálculo puede formar combinaciones cuánticas de ambos. No es simplemente “un bit más potente” ni dos bits almacenados juntos.
Cúbit físico
Componente material que implementa un cúbit dentro de una máquina. Puede construirse utilizando circuitos superconductores, iones, átomos, fotones u otros sistemas físicos.
Cúbit lógico
Unidad de información cuántica protegida mediante varios cúbits físicos y mecanismos de corrección de errores. Su objetivo es ser considerablemente más confiable que cualquiera de los componentes físicos que lo sostienen.
Entrelazamiento
Relación específicamente cuántica entre varios cúbits. Cuando están entrelazados, parte de la información pertenece a la relación existente entre ellos y no puede describirse completamente observando cada cúbit por separado.
Escalabilidad
Capacidad de una tecnología cuántica para aumentar la cantidad y complejidad de los cálculos sin que ruido, errores, control o infraestructura hagan inviable el sistema. Más cúbits por sí solos no garantizan escalabilidad.
Estado cuántico
Descripción de la información que posee un sistema cuántico en un momento determinado. Durante un cálculo puede contener relaciones entre distintas posibilidades que posteriormente serán transformadas mediante operaciones.
Fidelidad
Medida que expresa qué tan cerca estuvo una operación real de la transformación que debía realizarse idealmente. Una fidelidad alta es importante porque pequeños errores pueden acumularse cuando un circuito contiene muchas operaciones.
Función objetivo
Expresión matemática que indica qué significa “mejor” en un problema de optimización: minimizar costo, tiempo o riesgo, maximizar rendimiento, o combinar varios objetivos.
Hardware cuántico
Conjunto de componentes físicos utilizados para construir y controlar un procesador cuántico. Existen diferentes tecnologías —superconductores, iones atrapados, átomos neutros, fotones, etc.— y cada una presenta ventajas y compromisos distintos.
Interferencia
Propiedad que permite que distintas contribuciones de un estado cuántico se refuercen o se reduzcan entre sí. Los algoritmos intentan utilizarla para aumentar la probabilidad de resultados útiles y disminuir la de otros.
Internet cuántica
Futura infraestructura de comunicaciones capaz de distribuir estados o recursos cuánticos entre nodos. No sería simplemente “una Internet más rápida”: permitiría funciones nuevas relacionadas con entrelazamiento, computación distribuida, sensado y otros servicios cuánticos.
Línea de base o referencia clásica (classical baseline)
Mejor solución convencional razonablemente disponible contra la cual debe compararse una propuesta cuántica. Incluye hardware, software, algoritmos, heurísticas y conocimiento del dominio. Superar una implementación clásica deliberadamente mala no constituye una demostración relevante de ventaja.
Medición
Proceso mediante el cual un estado cuántico se transforma en una salida clásica que puede registrarse y utilizarse. No permite observar simultáneamente todas las posibilidades contenidas en el estado; cada medición produce un resultado concreto.
Método inspirado en lo cuántico (quantum-inspired)
Algoritmo desarrollado utilizando ideas provenientes de la investigación cuántica pero ejecutado completamente sobre computadoras convencionales. Puede ser muy útil, aunque su éxito no demuestra una ventaja del hardware cuántico.
Mitigación de errores
Técnicas utilizadas para reducir o compensar el efecto de los errores de las máquinas actuales sin construir necesariamente un sistema completo de corrección de errores. Mitigar errores y corregir errores son conceptos diferentes.
NISQ — Noisy Intermediate-Scale Quantum
Expresión utilizada para describir la etapa de computadoras cuánticas de escala intermedia afectadas significativamente por ruido. Estos sistemas permiten experimentar, pero todavía tienen dificultades para sostener cálculos largos con alta precisión.
Optimización
Búsqueda de una buena o de la mejor solución entre múltiples alternativas sujetas a restricciones. Aparece en problemas como rutas, carteras financieras, planificación de producción, asignación de recursos y horarios.
Procesador cuántico o QPU — Quantum Processing Unit
Componente especializado que ejecuta operaciones sobre cúbits. Puede funcionar como acelerador dentro de un sistema mayor coordinado por CPU, GPU y otros recursos convencionales. El libro remarca que primero debe existir un problema bien formulado: no toda necesidad empresarial está “lista para una QPU”.
Profundidad de circuito
Cantidad de etapas u operaciones sucesivas que debe sostener un circuito cuántico. Cuanto mayor sea la profundidad, más tiempo debe mantenerse la información sin que los errores acumulados destruyan el resultado.
Prueba de concepto (PoC)
Experimento limitado destinado a comprobar una hipótesis, aprender cómo formular un problema o evaluar una tecnología. Resolver una instancia pequeña puede ser valioso, pero no demuestra automáticamente que la solución escalará ni que exista una ventaja empresarial.
Q-Day
Nombre utilizado para describir el momento en que exista una computadora cuántica criptográficamente relevante capaz de comprometer en la práctica mecanismos de clave pública desplegados a gran escala. El libro advierte que no conviene planificar la seguridad como si existiera una única fecha cierta.
QAOA — Quantum Approximate Optimization Algorithm
Algoritmo variacional orientado a determinados problemas de optimización. Alterna trabajo en el procesador cuántico con ajustes realizados por un optimizador clásico. Para demostrar valor debe compararse con solucionadores clásicos competitivos.
QKD — Quantum Key Distribution / Distribución cuántica de claves
Tecnología que permite generar claves compartidas mediante señales cuánticas cuyo comportamiento puede revelar ciertas formas de interceptación. No sustituye toda la seguridad de un sistema: autenticación, software, dispositivos, extremos y gestión de claves siguen siendo necesarios.
QRAM — Quantum Random Access Memory
Concepto de memoria que permitiría acceder a información de una manera compatible con determinados algoritmos cuánticos. El libro advierte que sigue siendo una infraestructura experimental y que su costo no debe suponerse inexistente cuando se evalúa una ventaja.
Quantum-safe
Término general utilizado para describir sistemas, comunicaciones o arquitecturas preparadas para mantener su seguridad frente a amenazas derivadas de computadoras cuánticas. Puede incluir criptografía poscuántica, criptoagilidad y, en algunos casos concretos, QKD.
Restricción
Condición que determina qué soluciones son aceptables dentro de un problema. Por ejemplo: capacidad máxima de un vehículo, presupuesto disponible, horarios permitidos o límites de riesgo.
Ruido
Conjunto de imperfecciones e interacciones no deseadas que alteran la información cuántica. Puede provenir del entorno, del control de los cúbits, de las operaciones o de la medición y tiende a acumularse durante cálculos extensos.
Simulación cuántica
Uso de computación cuántica para representar y estudiar sistemas, especialmente aquellos cuyo comportamiento cuántico puede resultar costoso de reproducir mediante métodos clásicos. Química, materiales y física constituyen áreas particularmente relevantes.
Superposición
Propiedad que permite que distintas posibilidades formen parte del estado cuántico utilizado durante el cálculo. No significa que una computadora “pruebe todas las respuestas y después las lea”; las posibilidades deben ser transformadas mediante un algoritmo antes de la medición.
Tasa de error
Frecuencia con la que operaciones, mediciones u otros componentes se apartan del comportamiento esperado. Su importancia aumenta a medida que el cálculo requiere más operaciones.
Tolerancia a fallos (fault tolerance)
Capacidad de realizar cálculos cuánticos extensos y confiables aunque los componentes físicos presenten errores, utilizando corrección de errores y mecanismos de protección suficientes.
Transpilación
Proceso de adaptar un circuito cuántico abstracto al hardware real sobre el que será ejecutado, teniendo en cuenta qué operaciones soporta, cómo están conectados sus cúbits y otras limitaciones de la máquina. El libro considera este trabajo parte del costo real de un proceso cuántico.
Variable
Elemento que el sistema puede decidir o modificar dentro de un problema de optimización: elegir un activo, asignar un pedido, definir un horario, seleccionar una ruta, etc.
Ventaja cuántica
Situación en la que un método que utiliza computación cuántica consigue una mejora frente a una alternativa clásica competitiva. La comparación puede involucrar tiempo, costo, calidad, precisión o recursos y debe considerar el proceso completo, no solamente el tiempo utilizado dentro de la QPU.
Ventaja cuántica empresarial
Nivel adicional que propone implícitamente todo el libro: no basta con que exista una mejora computacional. Esa mejora debe modificar algo que realmente importe para la organización —una decisión, un costo, un riesgo, un tiempo de respuesta o una capacidad— para transformarse en valor.
VQE — Variational Quantum Eigensolver
Algoritmo híbrido variacional utilizado especialmente para estudiar determinados problemas de química y materiales. Un circuito cuántico prepara estados candidatos y un optimizador clásico ajusta los parámetros buscando reducir la energía medida.
