UNA UNA PROPUESTA DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE PARA LA COMPUTACIÓN CUANTICA: EMULACIÓN DE UNA COMPUERTA CUANTICA TIPO CNOT Y TOFFOLI POR UN CIRCUITO CLÁSICO

Resumen

Se presenta una propuesta de enseñanza de la computación cuántica para estudiantes entre 12 y 17 años,
dado que su actividad intelectual esta en su punto máximo, lo que contribuye de manera significativa a
los procesos que intervienen en su aprendizaje como: el lenguaje, la escritura, la lectura entre otros. Se
establece un enfoque pragmático como estrategia para su alfabetización. En este marco, se introduce los
conceptos de estado, principio de superposición, qubits, compuertas entre otros, planteando la emulación
de una compuerta cuántica por un circuito clásico, lo que permite hilar ideas que están a la base en el
formalismo de la computación cuántica. Bajo este contexto, se muestra la equivalencia entre la compuerta
tipo CNOT y Toffoli con un circuito clásico en términos de la operación lógica entre la entrada y la salida de
la información. El circuito clásico emula la compuerta CNOT a través de la operación | xy >→| x,y⊕x >,
con x,y ∈ {0,1}, y a la compuerta Toffoli a través de la operación | q1q2q3 >→| q1,q2,q3⊕(q1∧q2) >, con
q1,q2,q3 ∈ {0,1} satisfaciendo las operaciones lógicas respectivamente. Se describe la estructura general
del circuito cuántico CNOT y Toffoli, para luego especificar la arquitectura y funcionamiento del circuito
clásico seguido de las operaciones lógicas. La emulación adquiere importancia ya que permite acercar a los
estudiantes a los fundamentos de la computación cuántica de forma alternativa y sólida.