Computación Cuántica for dummies
La Era Digital está llegando a su fin para dar paso a la nueva Era Cuántica. La Computación Cuántica ha existido, en teoría pero no en práctica, durante varias décadas. Empresas como Google, IBM, Intel o Microsoft llevan años invirtiendo millones en esta tecnología, que podría transformar la medicina, romper los sistemas de encriptación y revolucionar las comunicaciones y la inteligencia artificial.
La computación cuántica podría cambiar el mundo. Y en el post de hoy, te vamos a explicar, de forma muy simple, cómo funciona y qué aplicaciones tiene.
¿Qué es la Computación Cuántica?
Empecemos con lo básico. Todos los ordenadores actuales operan de acuerdo a las leyes de la física clásica: mediante bits; estos son como pequeños interruptores, que pueden estar en posición de apagado –representado por un 0– o en la posición de encendido –representado por un 1. Cada aplicación que usas, página web que visitas y tweet escribes está compuesto en última instancia por millones de estos bits en alguna combinación de 1 y 0.
El poder de un ordenador cuántico es su capacidad de generar y manipular bits cuánticos, o qubits, que son partículas subatómicas como electrones o fotones. La forma en que un ordenador cuántico procesa la información es totalmente diferente, porque su código no es binario, sino una probabilidad en una posición entre el 0 y el 1.
Eso supone que la capacidad de cálculo de los ordenadores cuánticos es mucho más avanzada, pero con una mayor dificultad para medir esos cálculos y traducirlos a una interfaz gráfica, ya que las observaciones son probabilidades y no mediciones exactas.
No debemos confundirnos, ya que la computación cuántica no se basa simplemente en ordenadores mucho más potentes que procesan la información de manera más rápida. Como señala la famosa física cuántica Shohini Ghosees en su TED Talk, comparar un ordenador tradicional con uno cuántico sería como comparar una vela con una bombilla. Por hacer mejores velas no llegaremos a hacer una bombilla; son tecnologías completamente diferentes, pero complementarias.
Generar y gestionar qubits es un reto científico y de ingeniería. Algunas empresas, como IBM, Google y Rigetti Computing, utilizan circuitos superconductores enfriados a temperaturas más frías que las del espacio profundo. Otros, como IonQ, atrapan átomos individuales en campos electromagnéticos en un chip de silicio en cámaras de ultra alto vacío. En ambos casos, el objetivo es aislar los qubits en un estado cuántico controlado.
Leyes de la Computación Cuántica
La Mecánica Cuántica, teoría base de la Computación Cuántica, describe y explica el funcionamiento del mundo microscópico, hábitat natural de moléculas, átomos o electrones. “¡La naturaleza es cuántica, maldita sea! Así que si queremos simularla, necesitamos un ordenador cuántico”, dijo Richard Feynman, uno de los físicos más importante de la historia. Estos son son los sucesos que ocurren en el mundo microscópico y, por tanto, en la computación cuántica.
- La superposición cuántica: una partícula puede estar en diferentes estados a la vez.
- El entrelazamiento cuántico: dos partículas separadas pueden estar correlacionadas de forma que, al modificar una, la otra se modifica de forma instantánea.
- La decoherencia cuántica: es la interacción de los qubits con su entorno en formas que causan que su comportamiento cuántico decaiga y finalmente desaparezca.
Cuando tendremos la tecnología
“La computación cuántica ya es real. Ya no es el sueño de un físico, es la pesadilla de un ingeniero”, dijo el profesor del MIT Isaac Chuang en el año 2000. La evolución hacia la Era Cuántica es un proceso gradual donde cada vez hay más actores jugando.
Tras décadas de trabajo, los investigadores por fin están cerca de construir ordenadores cuánticos con capacidad suficiente para realizar procesos que los ordenadores convencionales no pueden hacer. De hecho, ya es posible utilizar el ordenador cuántico de IBM a través de su página web; incluso puedes jugar a un juego de cartas con él.
Todavía tenemos que esperar un tiempo antes de que los ordenadores cuánticos puedan hacer todas las cosas que prometen. En este momento, los mejores tienen unos 50 qubits, suficiente para hacerlos increíblemente poderosos, porque cada qubit que añades significa un aumento exponencial de la capacidad de procesamiento. Pero también tienen tasas de error muy altas, debido a esos problemas de interferencia y a su fragilidad. Por tanto, es imposible saber cuándo llegaremos a ese punto de inflexión que se ha denominado “supremacía cuántica”.
