CENTRO DE FORMACION AVANZADA E INNOVACION EN TECNOLOGIAS DE LA INFORMACION.
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Computación Cuántica

Seguro que habrá oído hablar del concepto "Computación Cuántica", esa cosa mística que promete ser la próxima revolución en informática. Pero, ¿qué es? ¿Por qué va a ser la próxima revolución? ¿Qué tiene de especial, qué la diferencia de la computación tradicional?

 

En INTECSSA le ayudamos a profundizar en este tema, y vamos a tratar de explicar, de forma simplificada y con pocos números y símbolos, en qué consiste la computación cuántica.

 

La primera pregunta que se nos debería ocurrir cuando hablemos de computación cuántica es: ¿Qué es? y ¿Por qué?. Una computadora cuántica es aquella que utiliza qubits para realizar sus operaciones en lugar de los bits que encuentras en cualquier micro de PC de escritorio, laptop, tablet o smartphone comercial. La computación cuántica, por tanto, no es más que aquella que  utiliza qubits en lugar de los convencionales bits para realizar sus calculas.¿Qué clase de pensamientos malvados tenían en la cabeza los pioneros de este campo? ¿No les bastaba con la informática tradicional?.

 

Pues lo cierto es que no. A los físicos no les bastaba. Uno de los primeros "momentos de lucidez" es la charla de Richard Feynman en 1982, en la que explicaba cómo era imposible simular sistemas cuánticos en ordenadores tradicionales.

 

La razón es que estos sistemas son muy complejos. Y no complejos por la teoría que tienen detrás (que también) sino por el número de estados posibles que pueden tener.

 

Supongamos que queramos simular el movimiento de las bolas en una mesa de billar en un ordenador. Para cada bola, tenemos que guardar dos cantidades: cuánto se mueve a lo largo y cuánto a lo ancho. Dos números por cada "elemento del sistema".

 

Ahora bien, ¿qué pasa si nuestras bolas de billar son "bolas cuánticas" (sea lo que sea eso)? Si sólo tenemos una es fácil: tenemos que guardar cuánto se mueve a lo largo y cuánto a lo ancho. La cosa se complica si tenemos dos bolas. Para la primera, tenemos que guardar cuánto se mueve en esas dos direcciones, pero además cuánto se mueve a lo largo y a lo ancho con respecto a la segunda bola (luego veremos por qué). Cuatro medidas. Si añadimos una bola más al sistema, necesitaremos saber las dos direcciones con respecto a la tercera bola, y además cuánto se mueve a lo larcho y ancho con respecto al movimiento conjunto de la segunda y tercera bola. Un lío.

 

Por suerte, ese lío está matemáticamente bien definido. Es un lío exponencial. Si tenemos n bolas, necesitaremos 2n medidas por cada una. Y esto tiene consecuencias importantes.

 

Si tenemos nuestra mesa de billar normal con 2.000 bolas y añadimos una más, necesitaremos guardar dos medidas más. Con nuestra mesa de billar cuántica, si tenemos 2.000 bolas y añadimos una más, necesitamos el doble de medidas. Si en la mesa clásica nos quedamos sin capacidad, nos ponemos el gorro de fabricante de móvil y ponemos una CPU más y otro GB de RAM (por ejemplo) y listos. Si en la mesa cuántica nos quedamos sin capacidad para simular, tenemos que doblar nuestra capacidad de proceso. Ya podéis imaginaros que, en la práctica, es irrealizable hacer simulaciones cuánticas con un número grande de partículas en un ordenador clásico.

 

Pero, ¿y si usamos un ordenador cuántico? ¿Y si conseguimos aprovechar de alguna forma esa faceta exponencial de las partículas cuánticas para que al añadir una CPU más, siempre dupliquemos la capacidad de procesamiento?

 

Esa es la idea de la computación cuántica. Aprovechar los estados entrelazados de las partículas para obtener más potencia, calculando a una escala mucho mayor.

 

A continuación presentamos reflexiones, ideas y noticias relacionadas con la Computación Cuántica:

Google arranca el primer ordenador cuántico comercial

 

Puesta a punto de unas de las próximas revoluciones tecnológicas: la computación cuántica, cuya potencia es muy superior a los ordenadores tradicionales. Y Google ha comenzado a allanar el camino. Durante los dos últimos años, el gigante de internet ha colaborado con físicos experimentales de California para poner en marcha el primer ordenador cuántico comercial.

 

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