La computación cuántica y sus implicaciones es un entretenido artículo de Carlos Rebato que hace un breve repaso a una de las tecnologías más apasionantes como incipientes de nuestra era. Es por ello por lo que no he podido resistirme a escribir un breve artículo para entrar más a fondo en las bases de la mecánica cuántica en las que se sustentan este nuevo tipo de ordenadores.
Los ordenadores cotidianos de los que todos disponemos en casa están basados en el uso de los bits: unidades de información que ocupan un determinado espacio en la memoria del computador. Cada bit es un número, concretamente un 0 o un 1. Con distintas combinaciones de estos números se pueden crear otros números, palabras, textos enteros, e incluso programas o videojuegos tan complejos como los que disfrutamos hoy en día. Al final todo se basa en el paso o no paso de la corriente eléctrica por los circuitos de un transistor.
Lo que diferencia los ordenadores cuánticos de los clásicos es que funcionan a base de qubits: una unidad de información basada en el estado de una partícula (como el espín de un electrón) y que puede tomar no solo un único valor (0 o 1) en un determinado lapso de tiempo, si no que puede tomar ambos valores al mismo tiempo (0 y 1). Esta paradoja está basada en el principio de superposición que tan elegantemente explica la paradoja del gato de Schrödinger (la cual ya expliqué en mi anterior blog). En resumidas cuentas, la superposición cuántica estipula que un átomo puede estar (a ojos del observador) en dos estados al mismo tiempo.
No hace falta ser muy avispado para darse cuenta de la ventaja que supone esta propiedad única de las partículas subatómicas; En una única unidad de información podemos disponer del doble de información que en los ordenadores convencionales. Si factorizamos este número por el número de unidades de información que requiere un cálculo de 7 bits convencionales (por poner un ejemplo), el resultado es 2^7 = 128. O en otras palabras, con un ordenador cuántico podríamos llevar a cabo 128 cálculos en el mismo tiempo que tarda un ordenador en hacer un cálculo de 7 bits, y el factor crece exponencialmente a medida que crece la complejidad del cálculo.
Aunque todo pueda parecer fantástico hasta aquí, los ordenadores cuánticos adolecen de un gravísimo problema basado en otro principio de la mecánica cuántica: el principio de indeterminación (del cual también hablé en mi anterior blog). Según este principio que postuló el físico Wener Heisenberg, es físicamente imposible determinar dos propiedades del estado de una partícula (tales como posición y velocidad) al mismo tiempo. En contra partida, Heisenberg diseño junto con otra serie de físicos cuánticos de la época una serie de ecuaciones gracias a las cuales se puede predecir dichas propiedades del estado de una partícula con un porcentaje de fiabilidad muy elevado (por encima del 90%).
Aunque esto esté bien, no deja de ser preocupante que un ordenador no sea 1oo% fiable a la hora de hacer los cálculos, más si tenemos en cuenta que dicho principio de incertidumbre es aplicable a cada qubit de información. Lo cual quiere decir que, del mismo modo que el número de cálculos simultáneos aumenta a medida que aumenta la complejidad del cálculo, la incertidumbre también aumenta siguiendo el mismo patrón.
En cualquier caso los ordenadores cuánticos no dejan de ser una tecnología tremendamente incipiente, cuyos primeros resultados seguramente empazarán a apreciar los hijos de nuestros hijos.
