“Investigamos cómo dominar el mundo microscópico de los átomos y de las pequeñas partículas para construir ordenadores que sean mucho más potentes que los actuales y que cualquiera que pudiéramos tener si no existiera la física cuántica"
Juan Ignacio Cirac, director del Inst.Max Planck de Óptica Cuántica.
“Acabamos de empezar, aunque en el campo de la comunicación ya existen sistemas cuánticos”(...)“Estas computadoras del futuro realizarán ”cálculos tremendos”(...) “Si tuviésemos un ordenador cuántico hay cálculos de simulaciones de materiales que hoy tardarían millones de años que se harían en minutos”, señala. En definitiva, “se dejará atrás el sistema binario porque en el mundo de la Física cuántica existe otro sistema que es muy parecido al binario, pero que nos da muchas más posibilidades y que en lugar de usar los bits actuales utilizará los bits cuánticos”.
Entre otras cosas, los nuevos ordenadores servirán para “construir sistemas de comunicación secreta y otras aplicaciones basadas en la Física que describe los fenómenos microscópicos”. Por ejemplo, “estamos trabajando en repetidores cuánticos para lograr comunicarnos a largas distancias”.
(Fuente: Servicio de Información y Noticias Científicas (SINC)).
La computación cuántica está basada en el uso de qubits en lugar de bits, y abre posibilidades de nuevos algoritmos que con el sistema actual son directamente inconcebibles. Esto significa ( y aquí viene la parte más increíble para entender ) , que para cada estado y cada símbolo matemático, habrá una cantidad exponencial de posibilidades de ejecución.Un ordenador de 30 qubits equivaldría a un ordenador convencional de 10 teraflops ( actualmente los más potentes alcanzan recién a utilizar los gigaflops que equivalen a miles de millones de operaciones, mientras un teraflop equivale a millones de millones ).
Ya habíamos visto en otra entrada que el electrón es una partícula de comportamiento cuántico. Pues bien: dentro de la tecnología binaria, el electrón ya ha encontrado su límite: el tamaño de los microchips ( nanómetros ) no puede empequeñecerse más sin que exista riesgo de mal funcionamiento. Como en cuántica se trabaja nó a nivel de voltajes eléctricos ( bits 0 y 1) sinó del cuanto, una partícula ( el electrón ) está en superposición coherente.Esto significa que puede ser 0, 1 y puede ser 0 y 1 a la vez ( estados ortogonales de una partícula subatómica ) y por lo tanto pueden realizarse varias operaciones simultáneas, dependiendo del número de qubits ( que son bits en superposición coherente ).
En 3 bits hay 8 valores posibles y el registro sólo puede tomar uno. En un vector de 3 qubits la partícula puede tomar las 8 a la vez y realizar 8 operaciones simultáneas y paralelas, volviéndose exponencial.
Por el momento, el problema de más difícil solución para estas máquinas cuánticas es conseguir un hardware y un software que permitan abrir cada puerta cuántica y mantener el control, un márgen de error exponencial y la coherencia conforme a los resultados que se persiguen ( un sólo chip cuántico tendría más de 100,000 puertas ).
Hasta ahora, el mejor vehículo experimentado son los repetidores cuánticos que menciona Juan I.Cirac.