El término “computación cuántica” parece algo sacado de un libro de ciencia ficción; sin embargo, en la actualidad es un área, no solo emocionante, sino también con un gran futuro por delante. Como cualquier concepto con la palabra “cuántica” de por medio, parece algo difícil, pero realmente no lo es. En pocas palabras, se trata de procesar información de forma completamente diferente. En este texto exploraremos de la forma más sencilla posible: qué es, cómo funciona y la manera en la que está cambiando el mundo que conocemos.
Para responder la pregunta de qué es una computadora cuántica, primero hay que saber que la forma en la que una computadora procesa la información es a través de unos y ceros (bits). Análogamente, las computadoras cuánticas usan los qubits. Estos pueden estar en un estado conocido como superposición. Es decir, pueden ser ya sea 1, 0 o ambos al mismo tiempo. Esto de que pueda ser al mismo tiempo dos cosas parece una locura, pero la realidad es que funciona. Gracias a esto, las computadoras pueden realizar muchos cálculos al mismo tiempo, cosa que no podría hacer una computadora convencional.
Un ejemplo para entenderlo mejor es imaginar que estamos en el supermercado y necesitamos encontrar un articulo específico. Si bien una computadora convencional revisaría cada estante, una computadora cuántica sería capaz de revisar todos los estantes al mismo tiempo. Esto lo logra gracias a la superposición, que explicamos anteriormente, y al entrelazamiento cuántico, que es un fenómeno que permite que los qubits estén conectados entre sí incluso si están separados por la distancia.
Como ya vimos, las computadoras cuánticas son tan rápidas que un problema que le tomaría a una computadora clásica miles de años, a una computadora cuántica le tomaría unos segundos. Esto tiene muchísimas aplicaciones, como en la simulación de moléculas para el desarrollo de nuevos medicamentos, en criptografía o para tener un sistema de logística mucho más optimizado.
Ahora, la parte no tan padre es que los qubits son extremadamente sensibles a su entorno. Esto quiere decir que si existe cualquier cambio de temperatura o vibraciones que generen interferencia, es muy fácil que existan errores en los cálculos de las computadoras. Para que funcionen correctamente, tienen que mantenerse a temperaturas cercanas al 0 absoluto.
Actualmente, Microsoft desarrolló un “chip cuántico” que tiene un diseño único ya que usa las denominadas partículas topológicas para poder tener qubits más estables y confiables. Estos son más robustos y no son tan propensos a cometer errores. Con esto se podría eliminar el problema mencionado previamente, pues podrían evitar que los qubits pierdan su estado al interactuar con el entorno, fenómeno que es conocido como decoherencia cuántica. Este todavía está en fase experimental; sin embargo, es un paso gigante y un hito remarcable en la historia de la tecnología cuántica.
En resumen, las computadoras cuánticas tienen mucho camino por delante todavía, pero definitivamente tienen un futuro prometedor. Desarrollarlas apropiadamente podría cambiar cómo vivimos y nos comunicamos. Así que este no es solo un tema para científicos o expertos, sino es algo que todos deberíamos entender porque va a formar parte de nuestra realidad en un futuro muy próximo.
Referencias:
Arute, F., et al. (2019). "Quantum supremacy using a programmable superconducting processor." Nature, 574(7779), 505-510.
Devoret, M. H., & Schoelkopf, R. J. (2013). "Superconducting Circuits for Quantum Information: An Outlook." Science, 339(6124), 1169-1174.
Azure Quantum. A breakthrough in quantum computing. https://azure.microsoft.com/en-us/solutions/quantum-computing/
Feynman, R. P. (1982). "Simulating physics with computers." International Journal of Theoretical Physics, 21(6-7), 467-488.
Nielsen, M. A., & Chuang, I. L. (2010). Quantum Computation and Quantum Information. Cambridge University Press.
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