El ordenador cuántico

23 Febrero 2017

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Uno de los avances más destacados que el hombre llevará a cabo en los próximos años, según tendencias identificadas en la actualidad, es el ordenador cuántico. Para ello será imprescindible resolver de forma fácil y económica la creación de los llamados qubits. En el vídeo incluido en el post previo al anterior se da información variada sobre el tema, la cual se completa con el contenido del presente.

Jaime C. Llorente

Qubits

En el qubit del inglés quantum bit, o cubit en español, radica la ventaja y la clave del ordenador cuántico. Es un sistema de almacenamiento de información que, al contrario que los bits de nuestros actuales ordenadores que funcionan con sistema binario y sólo pueden contener 0 y 1, el qubit puede contener los dos. Es decir, el bit toma valores discretos y el qubit valores continuos.

Todo el avance en materia de ordenadores cuánticos gira en torno a esta unidad de información que guarda más particularidades. No está asociado a un sistema físico concreto y las posibilidades que ofrece de almacenamiento de información y procesamiento de cálculos son infinitamente superiores al de la computación de hoy en día.

No obstante, los escollos que tienen que superar los científicos para llegar a construir un ordenador cuántico son considerables, empezando por el hardware. Hay una serie de condiciones, codificadas en la Lista de Di Vincenzo[1], que básicamente hacen referencia al control sobre el ordenador cuántico y a la capacidad de mantener la coherencia cuántica durante su funcionamiento. Esto quiere decir que el estado cuántico de los componentes del ordenador debe mantener su fase cuántica durante un tiempo determinado.

Un prototipo de computación cuántica

Actualmente uno de los prototipos más avanzados en computación cuántica es el D-Wave 2000Q System fabricado por la empresa radicada en Canadá D-Wave Systems. Según ellos mismos es el ordenador cuántico más avanzado del mundo. Funciona a través de 2000 qubits y a pesar de ello funciona solo con 25kw a diferencia de los actuales súper ordenadores que lo hacen por encima de los 3.400kw. Pero las condiciones en las que opera este prototipo son más increíbles todavía. Se encuentra en una sala de vacío absoluto a una temperatura 180 veces por debajo de la que existe en el espacio exterior, esto es a 0,015 grados centígrados por encima del cero absoluto y eso que el ordenador no genera calor. La presión es 10 mil veces menor que la de la atmósfera de la Tierra y está protegido para estar 50 mil veces por debajo del campo magnético del planeta.

Todas estas características van destinadas no ya a preservar las condiciones del hardware del ordenador sino a preservar el funcionamiento cuántico de los componentes (la coherencia cuántica entre otras), los qubits, para que estos no se vean afectados por las condiciones terráqueas.

Algoritmos cuánticos

Su gran avance es que permite la creación de algortimos cuánticos que consiguen solucionar problemas muy complejos y con muchas variables que no están al alcance de ningún ordenador tradicional. De hecho no sólo obtiene una respuesta, dentro de la capacidad que ahora tiene al no estar completo, sino que también da una serie de alternativas a ese problema jerarquizadas. Su “ecosistema de funcionamiento cuántico” está dividido en seis niveles de los cuales alguno y algunas partes son todavía conceptos y otros están en proceso de desarrollo.

Es conocida la frase de que nuestros ordenadores actuales, como con el que ha sido escrito este artículo, son mucho más potentes que el que llevó a los primeros astronautas norteamericanos a la luna. Y es cierto, su tecnología apenas era la de una calculadora moderna, con matices, por supuesto.

En el caso de los ordenadores cuánticos, las posibilidades que se abren ante nosotros son infinitamente más poderosas y relativas a todos los aspectos. Desde lo anteriormente comentado de creación de algoritmos para resolver problemas físicos y matemáticos enormemente complejos, hasta las conexiones entre ordenadores, el envío de documentos y la velocidad con la que hacer todo ello.

El famoso científico estadounidense, Ray Kurzweil, creador del concepto de la singularidad, afirma que para 2029 y al ritmo que va la tecnología, un ordenador será capaz de superar el test de Turing llegando así a revolucionar la inteligencia artificial.

Será muy posiblemente, un ordenador cuántico el que lo consiga y las posibilidades a partir de ahí serán tan infinitas como el cosmos del que formamos parte.


[1] La Lista de DIVincenzo o DiVincenzo’s criteria, es una lista de necesidades para la construcción de un ordenador cuántico. Fue establecida por David P. DiVincenzo, físico teórico norteamericano, en su artículo de 2000 “The Physical Implementation of Quantum Computation”.

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