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¿Qué son los ordenadores cuánticos?

Gracias al rapidísimo avance de la tecnología, es cada vez más común escuchar el término ordenador cuántico. Pero, ¿realmente sabemos en que se diferencian de un ordenador convencional? Debemos partir desde la base de que los ordenadores cuánticos en un futuro lejano terminarán sustituyendo gran parte de los ordenadores tal y como los conocemos hoy en día, ya que serán necesarios para impulsar los nuevos avances tecnológicos en gran variedad de campos, desde las ciencias de los materiales hasta investigación farmaceutica. Por dicho motivo muchas de las empresas están empezando a invertir en el desarrollo de este tipo de tecnología. El problema está en que un ordenador convencional es, por ahora, más barato y fácil de conseguir.

Entrando en materia, los ordenadores cuánticos aprovechan los paradigmas de la computación de forma diferente a la computación clásica.

Los ordenadores normales se basan en bits, que representan unos y ceros en el sistema binario. Todo lo que conocemos de los ordenadores, desde el navegador a internet para ver el correo electrónico como un documento de texto, son largas cadenas de dígitos binarios.

Mientras que la computación cuántica se basa en el uso de los qubits, una especial combinación de unos y ceros. Utilizan unas partículas subatómicas como electrones o fotones con los que administra y genera qubits.

Este proceso tan complicado de ingeniería es todo un desafío para quienes quieren desarrollar esta tecnología. Empresas tales como Google o IBM utilizan circuitos superconductores enfriados para poder desarrollarlos. Por otro lado, la empresa lonQ los gestiona de forma diferente, atrapando átomos individuales en campos electromagnéticos mediante chips de silicio en cámaras de ultra vacío. En ambos casos su objetivo es el de poder aislar los qubits en un estado cuántico controlado.

Una de las curiosidades de esta tecnología es que los Qubits permiten tener los 2 estados de procesamiento al mismo tiempo o ninguno. Esta característica provoca que sea difícil predecir con exactitud y todos los resultados son aproximaciones hacia uno estado u otro.

Los qubits cuando forman grupos pueden proporcionar una potencia de procesamiento exponencialmente superior a cuando se utilizan los ordenadores normales con sistemas binarios. Este término es denominado superposición y entrelazamiento y es la peculiaridad más buscada de las propiedades cuánticas que tienen los qubits.

Superposición Cuántica

Como antes mencionábamos, la principal cualidad de los qubits es que son capaces de tener 3 estados, además del cero o uno como los bits, tiene un tercer estado en el que puede ser ambos a la vez. Dicha capacidad de poder representar más de un estado a la vez al mismo tiempo se denomina superposición. Para conseguirlo, es necesario que los qubits sean manipulados por láseres precisos o rayos de microondas.

Un ejemplo de superposición cuántica es representado como juego mental por parte del físico Erwin Schrödinger en 1935, durante el curso de discusiones con Albert Einstein. De esta forma se pretendía reflejar la paradoja que establecía la interpretación de Copenhague.

En dicha paradoja, se introduce un gato vivo en una caja hermética, la cual tiene además en su interior una vasija cerrada con un gas venenoso. También un dispositivo preparado para romper la vasija de veneno que mataría al gato. Dicho dispositivo se basa en átomos radioactivos que se desintegran de manera cuántica, por lo que su función de onda incluye ambos estados, integrado y no desintegrado.

El detector de partículas radiactivas hace la función de interruptor para dejar escapar el veneno o no, dependiendo de la posición del átomo. Debido a esta superposición, el átomo se encuentra compuesto y descompuesto a la vez, por lo que se deduce que el veneno está contenido y libre al mismo tiempo, en conclusión, el gato esta vivo y muerto de forma simultánea, con un 50% de posibilidades de que ambas cosas ocurran.

­Usos del ordenador cuántico

El principal objetivo de esta nueva tecnología es lograr simular el comportamiento de la materia a nivel molecular. Empresas automovilísticas tales como Volkswagen o Daimler los utilizan para simular la mejor composición química de las baterías de los coches eléctricos y de esta manera, poder mejorar el rendimiento.

Las empresas farmacéuticas también los están empezando a utilizar para analizar y comparar los compuestos que pueden conducir a la creación de nuevos y mejores medicamentos.

Es cierto que los ordenadores cuánticos tardarán en utilizarse como ordenadores convencionales debido a su elevado coste y complejidad, pero si estas nuevas máquinas informáticas cumplen sus promesas, podrían transformar industrias enteras e impulsar la innovación global.

 

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