COMPUTACIÓN CUÁNTICA

Una computadora cuántica es un dispositivo informático que hace uso directo del fenómeno de la mecánica cuántica, como la superposición y el entrelazamiento cuántico, para realizar operaciones sobre datos.

Las computadoras cuánticas son diferentes de las computadoras tradicionales basadas en transistores. El principio básico detrás de la computación cuántica es que las propiedades cuánticas pueden ser usadas para representar datos y realizar operaciones sobre los mismos.

La computación cuántica se basa en el uso de qubits en lugar de bits, y da lugar a nuevas puertas lógicas que hacen posibles nuevos algoritmos. Una misma tarea puede tener diferente complejidad en computación clásica y en computación cuántica, lo que ha dado lugar a una gran expectación, ya que algunos problemas intratables pasan a ser tratables. Un modelo teórico es la máquina cuántica de Turing, también conocida como computadora cuántica universal.

En los últimos años, los ordenadores clásicos han experimentado un gran aumento en la velocidad de procesamiento. La miniaturización del tamaño de sus componentes ha facilitado el incremento de la densidad de los circuitos electrónicos que los integran. En 1995, Gordon Moore vaticinó que el número de transistores de un microprocesador se multiplicaría por dos cada dos años. Y esta ley, que se ha venido cumpliendo hasta ahora, cuenta con una limitación: cuando el tamaño de los transistores presenta medidas atómicas las leyes más fundamentales de la física cambian. Los electrones experimentan comportamientos cuánticos y pueden moverse entre distintas líneas de corriente por “efecto túnel”. Esto produce la aparición de fugas que interfieren en el funcionamiento del circuito. El progreso técnico llega a su fin

     

Pero los principios de la cuántica, que limitan la dimensión de los microcircuitos de los ordenadores clásicos, son el germen de una nueva revolución computacional. La física cuántica deja de ser una teoría abstracta, misteriosa y antiintuitiva para convertirse en útil, para ser clave en el desarrollo de una futura teoría de la información.  Los primeros físicos teóricos que, en las décadas de 1970 y 1980, propusieron aplicar los fenómenos cuánticos al terreno de la computación fueron Richard Feynmann, Paul Benioff, David Deutsch y Charles Bennett.

La primera computadora cuántica del mundo ya esta funcionando

La computación cuántica es un campo ampliamente investigado por laboratorios y empresas a lo largo y ancho del globo y aún nadie ha sido capaz de crear un prototipo realmente funcional.

En la computación tradicional (la que conocemos ahora desde los primeros ordenadores hasta los smartphones que llevamos con nosotros) todo se basa en millones de interruptores con dos únicos estados, representados como ceros o unos en lenguaje binario.

La computación cuántica trata de usar estados de las partículas elementales como método de computación. Lo complicado de esta rama de la ingeniería informática es que en mecánica cuántica no hay ceros ni unos. Una misma partícula puede ser un uno, un cero, o un uno y un cero simultáneamente. La idea es aprovechar los cambios en esas unidades fundamentales para, mediante complejísimas ecuaciones, lograr un procesador que resolvería en segundos lo que los superordenadores de hoy tardan horas.

Para lograr los estados cuánticos necesarios para este tipo de computación, los investigadores en esta tecnología han intentado manipular las partículas de diferentes maneras, desde suspenderlas en campos electromagnéticos a atraparlas sobre silicio.