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Computación cuántica: una breve introducción

por Rocio Diaz
Quantum

Una de las exhibiciones más curiosas en CES2020 estuvo a cargo de IBM, que aprovechó el evento para enseñar su computadora cuántica y hablar de las posibilidades que encierra esta tecnología, que al no limitar las partículas de información a un valor fijo de uno (1) ó cero (0) como ocurre en la computación clásica, abre la posibilidad de solucionar ecuaciones que para supercomputadoras de hoy serían demasiado complejas.



 

El concepto de computación cuántica está basado en los principios de teoría cuántica, la cual explica la naturaleza de la energía y la materia a nivel atómico y subatómico. Las partículas subatómicas tienen la particularidad de que pueden existir en más de un estado a la vez.

Esta peculiaridad permite a la computación cuántica ofrecer la posibilidad de solucionar grandes problemas, pues tener valores simultáneos de unos y ceros permite cálculos complejos y simulaciones que en cuestiones de salud, energía y finanzas resultarían más que bienvenidos en el largo plazo.

Un dato interesante acerca de la computación cuántica es que las computadoras que forman parte de este universo difieren enormemente a nivel de aspecto con respecto a lo que consideraríamos una computadora “normal”. El poder de procesamiento es igualmente fuera de lo ordinario, inclusive comparado al de una supercomputadora.

El origen de la computación cuántica yace con Richard Feynman, el físico teórico estadounidense que igualmente sentó las bases de lo que hoy conocemos como nanotecnología. La idea le surgió en 1982, cuando divisó una computadora ultrapotente basada en partículas microscópicas para operar.

En la actualidad, no solo IBM ejecuta el concepto de computación cuántica: Google, Microsoft y hasta Alibaba participan activamente en los esfuerzos.

A simple vista, una computadora cuántica da la impresión de ser una lámpara colgante extravagante, diseñada al estilo “steampunk” al tener matices dorados y un obvio componente industrial. La parte central es un procesador que asemeja un microchip y que se encuentra en una parte inferior conocida como “cryostat”, caracterizada por mantenerse fría y estable. La parte dorada son varas de latón enchapadas en oro que mueven los enfriadores. Los cables, por su parte, contienen señales microondas que envían pulsos de baja energía para leer qubits, la unidad básica de computación en este concepto. Todo esto está encerrado al vacío.

IBM ha estado usando su computadora cuántica para buscar soluciones a grandes problemas mundiales. Uno de ellos es el de las bacterias resistentes a antibióticos, para lo cual busca la forma de crear una nueva clase de medicamentos. Ahora que estamos bajo ataque de COVID-19, la importancia de estos sistemas a largo plazo se hace más notoria.

¿Veremos algún día computación cuántica fuera de entornos como el de IBM? El primer paso sería tener un entendimiento del concepto y lo que implica.Desde el punto de vista del potencial que encierra la computación cuántica, su aplicación a nivel de consumo probablemente no haga sentido, pero ello no impide explorar la posibilidad.

En diciembre pasado científicos de la Universidad de Bristol y la Universidad Técnica de Dinamarca lograron teleportar data entre dos chips que no estaban conectados, siendo esto un ejemplo de “internet cuántico”. La teleportación de data entre dos chips fue posible gracias al fenómeno del entrelazamiento cuántico, en el cual dos partículas están en estado similar y el cambio en una de ellas afecta a la otra.

El concepto de computación cuántica es complejo y representa retos a los sistemas actuales, pero hay avance, y todo parece indicar que se seguirá en esa dirección.