Con el surgimiento del correo electrónico, la sociedad vivió un antes y un después, que marcaría su desarrollo posterior, sus posibilidades empresariales, su potencial productivo y comunicacional. Hoy en día, la masiva distribución y naturalización de los smartphones ha llevado esto a otro nivel. Pero, aunque pareciera que nada puede superarlo, las marcas más importantes del mundo llevan un tiempo trabajando en algo que cambia radicalmente el paradigma computacional: la computación cuántica.

En los últimos años, varias enormes empresas comenzaron a trabajar en este sistema. Entre estas, se destacan Google, IBM y Microsoft. Pero ¿cuánto sabemos de la computación cuántica?

¿Qué es la computación cuántica?

Lo primero que hay que saber es que la computación cuántica es completamente diferente a la computación que conocemos hasta ahora. En primer lugar, esta deja de lado los sistemas lógicos que la informática actual utiliza y en los que se basa. Los procesos de la computación cuántica se basan en modelos de estado de átomos.

Alejándose completamente del sistema binario de datos 0 y 1, los átomos se destacan por su cualidad de superposición. Cuando se habla de superposición de los átomos, se está haciendo referencia a que un átomo puede adoptar un estado 0 o 1 o, también, los dos a la vez. De esta manera, los ordenadores cuánticos pueden acceder a todas las posibilidades que existen para la resolución de un problema, de manera simultánea, en lugar de probar una por una, como sucede en la actualidad. Esto representa un cambio total de paradigma, generando ordenadores capaces de resolver los problemas más complejos, que ni siquiera los “superordenadores” actuales pueden resolver.

Al igual que con los ordenadores tradicionales, la potencia de los cuánticos se mide en unidades de procesamiento. Estas son átomos individuales.

Otra característica para destacar de la computación cuántica tiene que ver con que los átomos pueden también transmitirse propiedades entre sí, sin necesidad de que exista un intermediario. Se trata de un sistema pensado como una suerte de telepatía entre átomos. Así, cualquier cambio en un átomo puede transferirse a otro sin problemas. Los entrelazamientos de átomos generan una red armónica, que favorece la resolución de cálculos y problemas a gran velocidad.

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¿Cómo surge?

Para comprender el surgimiento de la computación cuántica, es posible remontarse a principios del Siglo XX, a los trabajos de Einstein y Planck. En ese entonces, habían propuesto que la luz no era una onda continua, sino más bien algo dividido en lo que podría entenderse como pequeños “paquetes”. Con el paso del tiempo, estas ideas fueron trabajadas por científicos posteriores, que tomaron las primeras ideas de Planck y Einstein y llegaron a dos conclusiones que son importantes en este caso: el entrelazamiento y la superposición de estados.

Retomando en la mente las limitaciones de los ordenadores tradicionales, el entrelazamiento y la superposición permiten resolver los problemas que estas representan. Si con los ordenadores convencionales el bit adquiere una de dos formas binarias y sólo pueden obtenerse dos estados distintos, con la superposición esto cambia radicalmente; ahora, se pueden almacenar mucho más que dos estados, con diferentes bits cuánticos (qubits). Por su parte, el entrelazamiento es el que mantiene fijas las relaciones entre qubits, garantizando que los trabajos y transformaciones en uno, generen un efecto sobre el resto.

Al hablar de computación cuántica, uno de los conceptos clave es el ya enunciado, de “entrelazamiento”. A partir de este, surgieron dos ideas fundamentales para el desarrollo futuro de la computación en general: el temple cuántico (1989) y el algoritmo de Shor (1994). El primero, hoy en día, tiene impresionantes aplicaciones en inteligencia artificial y en aprendizaje automático. Por su parte, el segundo, es de gran utilidad para descomponer un número en sus factores primos, de una forma con eficiencia sumamente superior a lo conocido actualmente con los ordenadores tradicionales.

Desafíos a superar

Si bien hoy los especialistas hablan cada vez más de los ordenadores y de la computación cuántica, hay una serie de desafíos que todavía se deben desandar. Uno de ellos tiene que ver con que los códigos y los algoritmos de los ordenadores convencionales no pueden aplicarse en los cuánticos. Es indispensable conseguir la creación de algoritmos cuánticos, si lo que se quiere es una mejora sustancial tanto en el funcionamiento como en la velocidad de procesamiento.

Otro problema al que se enfrenta la computación cuántica es el de la construcción de los ordenadores. Acostumbrados a los ordenadores tradicionales, los cuánticos acaban convirtiéndose en máquinas muy complejas. Estas, funcionan con una temperatura que se acerca al cero absoluto, requiere de componentes de lectura e interpretación de qubits que no son simples y el soporte de estos consiste en superconductores.

Anuncios que trazan futuro en la computación cuántica

Pese a estos problemas, en 2018 se presentó un ordenador cuántico que permite generar importantes expectativas a corto y mediano plazo. Se trató del Bristlecone, de la firma Google, con un total de 72 qubits. La presentación fue hecha en la Sociedad Americana de Física, por parte del ingeniero de Google, Julian Kelly.

Este aparato -se cree- acerca a Google a la supremacía cuántica. Es este un punto en el que las nuevas tecnologías computacionales logran resolver problemas y cálculos con una efectividad y velocidad de las que no son capaces los mejores y más avanzados ordenadores tradicionales. Los especialistas consideran que se trata de un excelente punto de partida para seguir pensando y creando la computación cuántica, que podría apoderarse de los hogares, las oficinas y las empresas en unos años.

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