Usuário(a):ZacTobias/Linha do tempo da computação e comunicação quântica

Esta é uma cronologia da computação quântica.

Década de 1960

1968

• Stephen Wiesner inventa a codificação conjugada (publicada na ACM SIGACT News 15(1): 78–88).

Década de 1970

1970

• James Park articula o teorema da não clonagem.

1973

• Alexander Holevo publica um artigo mostrando que n qubits podem transportar mais do que n bits clássicos de informação, mas no máximo n bits clássicos são acessíveis (um resultado conhecido como "Teorema de Holevo" ou "limite de Holevo").
• Charles H. Bennett mostra que a computação pode ser feita de forma reversível.

1975

• R. P. Poplavskii publica "Modelos termodinâmicos de processamento de informações" (em russo) que mostra a inviabilidade computacional de simular sistemas quânticos em computadores clássicos, devido ao princípio da superposição

1976

• Roman Stanisław Ingarden, um físico matemático polonês, publica o artigo "Teoria da Informação Quântica" em Relatórios sobre Física Matemática, vol. 10, pp. 43–72, 1976 (O artigo foi submetido em 1975). É uma das primeiras tentativas de criar uma teoria da informação quântica, mostrando que a teoria da informação de Shannon não pode ser diretamente generalizada para o caso quântico, mas sim que é possível construir uma teoria da informação quântica, que é uma generalização da teoria de Shannon, dentro do formalismo de uma mecânica quântica generalizada de sistemas abertos e um conceito generalizado de observáveis (os chamados semi-observáveis).

Década de 1980

1980

• Paul Benioff descreve o primeiro modelo quântico mecânico de um computador. Neste trabalho, Benioff mostrou que um computador poderia operar sob as leis da mecânica quântica descrevendo uma equação de Schrödinger para máquina de Turing, lançando as bases para trabalhos futuros na computação quântica. O artigo foi submetido em junho de 1979 e publicado em abril de 1980.
• Yuri Manin brevemente motiva a ideia da computação quântica.
• Tommaso Toffoli introduz a porta de Toffoli reversível, que (juntamente com bit ancila inicializados) é funcionalmente completo para computação reversível clássica.

1981

• Na primeira Conferência sobre a Física da Computação, realizada no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) em maio, Paul Benioff e Richard Feynman apresentam palestras sobre computação quântica. Benioff construiu sobre seu trabalho anterior de 1980 mostrando que um computador pode operar sob as leis da mecânica quântica. A palestra foi intitulada "Modelos hamiltonianos quânticos mecânicos de processos discretos que apagam suas próprias histórias: aplicação às máquinas de Turing". Na palestra de Feynman, ele observou que parecia ser impossível simular eficientemente a evolução de um sistema quântico em um computador clássico, e ele propôs um modelo básico para um computador quântico.

1982

• Paul Benioff desenvolve ainda mais seu modelo original de uma máquina de Turing quântica mecânica.
• William Wootters e Wojciech Zurek, e independentemente Dennis Dieks redescobrem o teorema da não clonagem de James Park.

1984

• Charles Bennett e Gilles Brassard empregam a codificação conjugada de Wiesner para distribuição de chaves criptográficas.

1985

• David Deutsch, na Universidade de Oxford, descreve o primeiro computador quântico universal. Assim como uma máquina de Turing universal pode simular qualquer outra máquina de Turing eficientemente (tese de Church-Turing), o computador quântico universal é capaz de simular qualquer outro computador quântico com no máximo uma desaceleração polinomial.
• Asher Peres destaca a necessidade de esquemas de correção de erros quânticos e discute um código de repetição para erros de amplitude.

1988

• Yoshihisa Yamamoto e K. Igeta propõem a primeira realização física de um computador quântico, incluindo a porta CNOT de Feynman. Sua abordagem utiliza átomos e fótons e é a progenitora da computação quântica moderna e protocolos de rede usando fótons para transmitir qubits e átomos para realizar operações de dois qubits.

1989

• Gerard J. Milburn propõe uma realização quântico-ótica de um portão de Fredkin.
• Bikas K. Chakrabarti e colaboradores do Instituto Saha de Física Nuclear, Calcutá, Índia, propõem que as flutuações quânticas poderiam ajudar a explorar paisagens energéticas acidentadas escapando de mínimos locais de sistemas vítrosos que têm barreiras altas e finas por tunelamento (em vez de atravessar usando excitações térmicas), sugerindo a eficácia do recalque quântico sobre o recalque simulado clássico.

Anos 1990

1991

• Artur Ekert na Universidade de Oxford, propõe a comunicação segura baseada em emaranhamento quântico.

1992

• David Deutsch e Richard Jozsa propõem um problema computacional que pode ser resolvido eficientemente com o algoritmo de Deutsch–Jozsa em um computador quântico determinístico, mas para o qual nenhum algoritmo clássico determinístico é possível. Esse foi talvez o resultado mais antigo na complexidade computacional de computadores quânticos, provando que eles eram capazes de realizar alguma tarefa computacional bem definida de forma mais eficiente do que qualquer computador clássico.
• Ethan Bernstein e Umesh Vazirani propõem o algoritmo de Bernstein–Vazirani. É uma versão restrita do algoritmo de Deutsch–Jozsa onde, em vez de distinguir entre duas classes diferentes de funções, tenta-se aprender uma sequência codificada em uma função. O algoritmo de Bernstein–Vazirani foi projetado para provar uma separação de oráculo entre as classes de complexidade BQP e BPP.
• Grupos de pesquisa no Instituto Max Planck de Óptica Quântica (Garching) e pouco depois no NIST (Boulder) realizam experimentalmente as primeiras cadeias cristalizadas de íons resfriados a laser. Esses cristais de íons lineares constituem a base de qubits para a maioria dos experimentos de computação quântica e simulação com íons aprisionados.

1993

• Dan Simon, na Université de Montréal, inventa um problema de oráculo para o qual um computador quântico seria exponencialmente mais rápido do que um computador convencional. Este algoritmo introduz as principais ideias que foram posteriormente desenvolvidas no algoritmo de factorização de Peter Shor.

1994

• Peter Shor, nos Bell Labs da AT&T em Nova Jersey, publica o Algoritmo de Shor. Ele permitiria que um computador quântico factorizasse rapidamente números grandes. Ele resolve tanto o problema de factorização quanto o logaritmo discreto. O algoritmo pode teoricamente quebrar muitos dos criptossistemas em uso hoje. Sua invenção despertou um tremendo interesse em computadores quânticos.
• O primeiro workshop governamental dos Estados Unidos sobre computação quântica é organizado pelo NIST em Gaithersburg, Maryland, no outono.
• Isaac Chuang e Yoshihisa Yamamoto propõem uma realização quântico-ótica de um computador quântico para implementar o algoritmo de Deutsch. Seu trabalho introduziu a codificação de trilhos duplos para qubits fotônicos.
• Em dezembro, Ignacio Cirac, na Universidade de Castilla-La Mancha em Ciudad Real, e Peter Zoller na Universidade de Innsbruck propõem uma realização experimental do portão NOT controlado com íons aprisionados a frio.

1995

• O primeiro workshop do Departamento de Defesa dos Estados Unidos sobre computação quântica e criptografia quântica é organizado pelos físicos do Exército dos Estados Unidos Charles M. Bowden, Jonathan P. Dowling e Henry O. Everitt; ocorreu em fevereiro na Universidade do Arizona, em Tucson.
• Peter Shor propõe os primeiros esquemas para correção de erros quânticos.
• Christopher Monroe e David Wineland no [[N

IST]] (Boulder, Colorado) realizam experimentalmente o primeiro portão lógico quântico - o portão NOT controlado - com íons aprisionados, seguindo a proposta de Cirac-Zoller.

• Independentemente, Subhash Kak e Ronald Chrisley propõem a primeira rede neural quântica

1996

• Lov Grover, nos Bell Labs, inventa o algoritmo de busca de banco de dados quântico. O quadrático speedup não é tão dramático quanto o speedup para fatorização, logaritmos discretos ou simulações físicas. No entanto, o algoritmo pode ser aplicado a uma variedade muito maior de problemas. Qualquer problema que possa ser resolvido por busca aleatória de força bruta pode se beneficiar desse speedup quadrático no número de consultas de pesquisa.
• O governo dos Estados Unidos, particularmente em uma parceria conjunta do Escritório de Pesquisa do Exército (agora parte do Laboratório de Pesquisa do Exército) e a Agência de Segurança Nacional, emite o primeiro chamado público para propostas de pesquisa em processamento de informações quânticas.
• Andrew Steane projeta os códigos Steane para correção de erros.
• David P. DiVincenzo, da IBM, propõe uma lista de requisitos mínimos para criar um computador quântico, agora chamados de critérios de DiVincenzo.

1997

• David Cory, Amr Fahmy e Timothy Havel, e ao mesmo tempo Neil Gershenfeld e Isaac L. Chuang no MIT publicam os primeiros artigos realizando portões para computadores quânticos baseados em ressonância de spin nuclear em massa, ou conjuntos térmicos. A tecnologia é baseada em uma máquina de ressonância magnética nuclear (RMN), que é semelhante à máquina de imagem por ressonância magnética médica.
• Alexei Kitaev descreve os princípios da computação quântica topológica como um método para lidar com o problema de decoerência.
• Daniel Loss e David P. DiVincenzo propõem o computador quântico Loss-DiVincenzo, usando como qubits o grau de liberdade intrínseco de spin-1/2 de elétrons individuais confinados em ponto quânticos.

1998

• A primeira demonstração experimental de um algoritmo quântico é relatada. Um computador quântico NMR de 2 qubits funcionando foi usado para resolver o problema de Deutsch por Jonathan A. Jones e Michele Mosca na Universidade de Oxford e pouco depois por Isaac L. Chuang no Centro de Pesquisa Almaden da IBM, na Califórnia, e Mark Kubinec e da Universidade da Califórnia, Berkeley, juntamente com colaboradores do Stanford e MIT.
• O primeiro computador NMR de 3 qubits funcional é relatado.
• Bruce Kane propõe um computador quântico de spin nuclear baseado em silício, usando spins nucleares de átomos de fósforo individuais em silício como os qubits e elétrons doadores para mediar o acoplamento entre qubits.
• A primeira execução do Algoritmo de Grover em um computador NMR é relatada.
• Hidetoshi Nishimori e colegas do Tokyo Institute of Technology mostram que um algoritmo de annealing quântico pode funcionar melhor do que um annealing simulado clássico sob certas condições.
• Daniel Gottesman e Emanuel Knill provam independentemente que uma certa subclasse de computações quânticas pode ser emulada eficientemente com recursos clássicos (teorema de Gottesman-Knill).

1999

• Samuel L. Braunstein e colaboradores mostram que nenhum dos experimentos NMR em massa realizados até o momento contém qualquer emaranhamento; os estados quânticos são muito fortemente misturados. Isso é visto como evidência de que os computadores NMR provavelmente não produziriam benefícios em relação aos computadores clássicos. No entanto, permanece uma questão em aberto se o emaranhamento é necessário para a aceleração quântica da computação.
• Gabriel Aeppli, Thomas Felix Rosenbaum e colegas demonstram experimentalmente os conceitos básicos do aquecimento quântico em um sistema de matéria condensada.
• Yasunobu Nakamura e Jaw-Shen Tsai demonstram que um circuito supercondutor pode ser usado como um qubit.

Década de 2000

2000

• Arun K. Pati e Samuel L. Braunstein provam o teorema de não deletação quântica. Isso é dual ao teorema de não clonagem, que mostra que não se pode deletar uma cópia de um qubit desconhecido. Junto com o teorema de não clonagem mais forte, o teorema de não deletação tem a implicação de que a informação quântica não pode ser criada nem destruída.
• O primeiro computador NMR de 5 qubits funcional é demonstrado na Universidade Técnica de Munique, Alemanha.
• A primeira execução da descoberta de ordem (parte do algoritmo de Shor) no Centro de Pesquisa Almaden da IBM e na Universidade Stanford é demonstrada.
• O primeiro computador NMR de 7 qubits funcional é demonstrado no Laboratório Nacional de Los Alamos no Novo México.
• O livro, Quantum Computation and Quantum Information, de Michael Nielsen e Isaac Chuang é publicado.

2001

• A primeira execução do algoritmo de Shor no Centro de Pesquisa Almaden da IBM e na Universidade Stanford é demonstrada. O número 15 foi fatorado usando 10¹⁸ moléculas idênticas, cada uma contendo sete spins nucleares ativos.
• Noah Linden e Sandu Popescu provam que a presença de emaranhamento é uma condição necessária para uma grande classe de protocolos quânticos. Isso, junto com o resultado de Braunstein (ver 1999 acima), colocou em questão a validade da computação quântica NMR.
• Emanuel Knill, Raymond Laflamme e Gerard Milburn mostram que a computação quântica óptica linear é possível com fontes de fótons únicos, elementos ópticos lineares e detectores de fótons únicos, estabelecendo o campo da computação quântica óptica linear.
• Robert Raussendorf e Hans Jürgen Briegel propõem a computação quântica baseada em medições.

2002

• O Projeto de Mapeamento de Ciência e Tecnologia da Informação Quântica, envolvendo alguns dos principais participantes no campo, traça o mapa de computação quântica.
• O Instituto de Computação Quântica é estabelecido na Universidade de Waterloo em Waterloo, Ontário por Mike Lazaridis, Raymond Laflamme e Michele Mosca.
• Um grupo liderado por Gerhard Birkl (agora na TU Darmstadt) demonstra a primeira matriz 2D de pinças ópticas com átomos aprisionados para computação quântica com qubits atômicos.

2003

• Implementação do algoritmo Deutsch–Jozsa em um computador quântico de armadilha de íons na Universidade de Innsbruck é relatada.
• Todd D. Pittman e colaboradores na Johns Hopkins University, Applied Physics Laboratory, e independentemente Jeremy L. O'Brien e colaboradores na University of Queensland, demonstram portas de controle-NOT quânticas usando apenas elementos ópticos lineares.
• A primeira implementação de uma porta quântica CNOT, de acordo com a proposta de Cirac–Zoller, é relatada por uma equipe na Universidade de Innsbruck liderada por Rainer Blatt.
• A DARPA Rede Quântica torna-se totalmente operacional em 23 de outubro de 2003.
• O Institute for Quantum Optics and Quantum Information (IQOQI) é estabelecido em Innsbruck e Viena, Áustria, pelos diretores fundadores Rainer Blatt, Hans Jürgen Briegel, Rudolf Grimm, Anton Zeilinger e Peter Zoller.

2004

• O primeiro computador quântico NMR de estado puro funcional (baseado em parahidrogênio) é demonstrado na Universidade de Oxford, Inglaterra e na Universidade de York, Inglaterra.
• Físicos na Universidade de Innsbruck mostram teletransporte quântico determinístico entre um par de íons de cálcio aprisionados.
• O primeiro emaranhamento de cinco fótons é demonstrado pela equipe de Jian-Wei Pan na Universidade de Ciência e Tecnologia da China; o número mínimo de qubits necessário para correção de erros quânticos universal.

2005

• Cientistas da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign demonstram o emaranhamento quântico de múltiplas características, permitindo potencialmente múltiplos qubits por partícula.
• Dois times de físicos medem a capacitância de uma junção Josephson pela primeira vez. Os métodos poderiam ser usados para medir o estado de bits quânticos em um computador quântico sem perturbar o estado.
• Em dezembro, W-states de registros quânticos com até 8 qubits implementados usando íons aprisionados são demonstrados no Institute for Quantum Optics and Quantum Information e na Universidade de Innsbruck, na Áustria.
• Pesquisadores da Universidade Harvard e do Instituto de Tecnologia da Geórgia conseguem transferir informações quânticas entre "memórias quânticas" – de átomos para fótons e vice-versa. ^{[carece de fontes]}