La computación cuántica contrafactual es un método para inferir el resultado de una computación sin ejecutar una computadora cuántica que, de lo contrario, sea capaz de realizar activamente esa computación.
Los físicos Graeme Mitchison y Richard Jozsa introdujeron la noción de computación contrafactual [1] como una aplicación de la computación cuántica, basada en los conceptos de definición contrafactual , en una reinterpretación del experimento mental del probador de bombas Elitzur-Vaidman , y haciendo uso teórico de el fenómeno de la medición libre de interacción .
Como ejemplo de esta idea, en 1997, después de ver una charla sobre computación contrafactual de Richard Jozsa en el Instituto Isaac Newton, Keith Bowden (basado en la Unidad de Investigación de Física Teórica en el Birkbeck College, Universidad de Londres) publicó un artículo [2] describiendo una computadora digital que podría ser interrogada contrafácticamente para calcular si un rayo de luz no podría atravesar un laberinto. [3]
Más recientemente, se ha propuesto y demostrado la idea de la comunicación cuántica contrafáctica. [4]
La computadora cuántica puede implementarse físicamente de manera arbitraria [5], pero el aparato común considerado hasta la fecha presenta un interferómetro de Mach-Zehnder . La computadora cuántica se establece en una superposición de estados "no en ejecución" y "en ejecución" por medios tales como el Efecto Quantum Zeno . Esas historias de estado tienen interferencia cuántica . Después de muchas repeticiones de mediciones proyectivas muy rápidas, el estado de "no funcionamiento" evoluciona a un valor final impreso en las propiedades de la computadora cuántica. Medir ese valor permite aprender el resultado de algunos tipos de cálculos [6] como el algoritmo de Grover.a pesar de que el resultado se derivó del estado de inactividad de la computadora cuántica.
La formulación original [1] de Counterfactual Quantum Computation establecía que un conjunto m de resultados de medición es un resultado contrafactual si (1) solo hay un historial asociado a m y ese historial contiene solo estados "apagados" (no en ejecución), y (2) solo hay una única salida computacional posible asociada a m .