La informática cuántica se trata de mucho más que un simple nombre, por lo que no resulta casualidad que diversos gigantes de la tecnología como los son Google, IBM y Microsoft se encuentren realizando fuertes apuestas para convertirse en los primeros en ofrecer ordenadores cuánticos universales y comerciales.
¿Para qué se utiliza un ordenador cuántico?
En teoría, los ordenadores cuánticos tienen capacidades infinitamente mayores de las que poseen los ordenadores convencionales, de modo que este tipo de ordenadores podrán cambiar totalmente el modo en que sus usuarios realizan prácticamente cualquier cosa.
En la práctica se trata de máquinas con un alto coste tanto de construcción como de mantenimiento, los cuales aún se encuentran dando sus primeros pasos dentro del mundo digital.
Los ordenadores cuánticos consisten en máquinas capaces de procesar información escrita en una serie de unidades básicas conocidas como bits y contrario a los comunes, no requieren de transistores debido a que trabajan con partículas cuánticas.
Funcionamiento de los ordenaros cuánticos
Su funcionamiento está directamente basado en leyes cuánticas que se encargan de administrar aquellas partículas que conforman al procesador cuántico.
Cada una de estas partículas no solo cuentan con electrones, sino también con neutrones y protones. A través de un microscopio se tiene la oportunidad de apreciar un flujo compuesto por partículas de electrones, logrado ver que el mismo posee un comportamiento similar al que tienen las ondas.
Lo que caracteriza a las ondas se trata justamente de que consisten en un transporte de energía capaz de funcionar sin la presencia del transporte de materia, como puede ocurrir por ejemplo en el caso del sonido, que se trata de vibraciones imperceptibles para el ojo humano aunque es sabido que viajan a través del aire hasta que llegan a los oídos.
Esto se debe a que los electrones consisten en partículas que tienen la capacidad de comportarse no solo como una partícula, sino también como una onda y es precisamente por eso que puede decirse que el funcionamiento de los ordenadores cuánticos resulta muy parecido al que posee cualquier ordenador que podemos encontrar hoy en día.
Es decir, reciben información codificada en bits y luego se llevan a cabo operaciones en torno a los mismos, basándose en un algoritmo determinado con el fin de solucionar algún problema.
La mayor diferencia entre uno y otro consiste en que los bits de los ordenares cuánticos son igualmente cuánticos y es posible que se encentren en estados superpuestos, previstos por parte de la física cuántica y comprobados dentro de los laboratorios.
De modo que mientras un bit convencional podría ser 0 o 1, un bit cuántico podría encontrarse en la superposición de 0 y 1 al mismo tiempo.
De este modo si al ejecutar algún algoritmo se calcula el valor de una función en base a dicha superposición, será posible conseguir a la salida la superposición, cada uno de los posibles resultados que podría ofrecer la función tanto del 0 como del 1.
Podría decirse que su funcionamiento es similar al que se podría obtener si la función fuese ejecutada paralelamente en ambos valores del bit, denominado paralelismo cuántico.
De modo que este efecto ofrecería la oportunidad de llevar a cabo cálculos de forma sumamente eficaz. Por desgracia la situación no resulta ser tan agradable, debido a que dentro del último paso que supone la informática es preciso leer el resultado arrojado por el algoritmo mediante una medida.
Aunque es sabido que las medidas son capaces de destrozar casi totalmente las superposiciones cuánticas, por lo que surge la duda, ¿regresamos nuevamente al punto de partida?
No. Ya que la astucia se trata de diseñar algoritmos capaces de explotar el paralelismo cuántico sin permitir que la medida altere completamente la ganancia obtenida mediante las superposiciones.
Y es justamente en dicha sutileza, en esa capacidad para saber cómo aprovechar al máximo la ventaja que suponen las superposiciones al reducir tanto como sea posible el efecto causado por la medida, que se encuentra la superioridad de los ordenadores cuánticos al solucionar problemas.
Además hay que decir que aunque no se encuentra claro cuándo existe dicha ganancia, lo cierto es que se conocen diversos problemas en los cuales se presenta, siendo el problema de factorización el más destacable.
De modo que continúa estando abierta la pregunta principal ¿cuáles son los problemas que es posible solucionar de una forma mucho más eficaz a través de los ordenadores cuánticos?
Cabe mencionar que esta tecnología aún se encuentra en etapa experimental, solo hay que imaginar hasta donde sería posible llegar una vez que se implemente oficialmente, ya que como resulta evidente, cuenta con un rendimiento significativamente mayor al que puede ofrecer cualquier ordenador actual.
Esto se debe a que a medida que incrementan los qubits de los ordenadores cuánticos, se multiplican exponencialmente las operaciones que ofrece la posibilidad de llevar a cabo.
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