Computadora Cuantica

 Aproximadamente cada dos años la capacidad de procesamiento de las computadoras se duplica, mientras que sus componentes se reducen de tamaño cada vez más.

Sin embargo, esta tendencia tendría un límite, para seguir con su desarrollo en un futuro cercano, se va a requerir de componentes de tamaños atómicos, una escala que las leyes de la física clásica dejan de funcionar y la materia responde a las funciones de la mecánica cuantica. El trasmisor, por ejemplo, quedará obsoleto. Pero si el hombre puede afrontar ese desafío podrá crear procesadores millones de veces más veloces que los actuales.

Llega el “qubit”
Las computadoras de la actualidad basan su funcionamiento en los bits, la unidad más elemental de almacenamiento de información. Las computadoras cuanticas almacenarán en un futuro la información en qubits.
Para obtener un bit se requiere de un dispositivo físico que pueda adoptar uno de los dos valores posibles del bit en el sistema binario. Léase “uno” o “cero”, “verdadero” o “falso”, “encendido” o “apagado”. El dispositivo adopta cualquiera de estos dos valores uno por vez. En las computadoras actuales este trabajo lo hacen trasmisores y capacitadotes en miniatura.

El qubit
Según las leyes de la mecánica cuantica, las partículas pueden adoptar dos estado a la vez con muchos estados intermedios (algo impensado para la física clásica). Es posible representarlo como un punto en una esfera en la que el polo norte equivale a “uno” y el polo sur a “cero”. Este fenómeno se llama “superposición cuantica”. En el momento de hacer una medición, el qubit debe definirse por el “cero” o el “uno”, lo cual dependerá de las probabilidades, de acuerdo con su posición.
Al igual que el bit, el qubit adquiere un valor determinado. La diferencia está en la capacidad y la velocidad a la hora de hacer cálculos.

Como funciona
El qubit puede adoptar diferentes posiciones al mismo tiempo. Sin embargo, la computadora le pide que se defina y adopte un valor de “cero” o “uno”.
El qubit adopta un valor de acuerdo con las probabilidades. Si opta por un valor más cercano al “uno” que al “cero”, el qubit se define como “uno”.

Desafíos
No hay certeza si será posible obtener una computadora cuantica funcional ni, en caso de conseguirlo, cuando ocurrirá. Mientras los investigadores trabajan para solucionar diferentes problemas.
El medio físico: las computadoras clásicas utilizan transmisores, capacitadotes y dispositivos ópticos para almacenarlos bits de información. Pero como almacenar los qubits. Lo que se usa es el punto cuántico (un electrón atrapado en una jaula de átomos), diversos iones, átomos de cesio y algunas moléculas liquidas.
Las interferencias: en teoría el número de qubits que puede tener una computadora es infinito, pero en la práctica, unos pocos qubits trabajando juntos empiezan a sufrir interferencias (radiaciones, rayos cósmicos, etc.)
Los errores: los bits son categóricos. Un bit puede ser un “uno” o un “cero”. Pero los qubits trabajan por probabilidades. Si el valor de un qubits es del 50% o muy cercano se producirán errores que al acumularse podrían hacer poco fiables los resultados.

Aplicaciones
Cálculos en paralelo
Una de las mayores destrezas de las computadoras cuanticas será su capacidad para hacer cantidades astronómicas de cálculos en un único circuito.
Seguridad
La capacidad para encriptar datos de la computadora cuantica dejará obsoletos a los sistemas actuales.
Teleportacion
No confundirse con la tele transportación de la ciencia ficción. No hay trasporte de materia sino de energía. La computadora cuántica podrá trasmitir el estado de un átomo a distancia.
Búsquedas
Reducirá muchísimo el tiempo en que se realizan las búsquedas.
Comprobación de teoremas
Algunos teoremas matemáticos son incomprobables por la cantidad de cálculos que requieren. La computadora cuantica podría resolverlos.

28 qubits contiene el mayor procesador cuantico logrado hasta a actualidad, según su desarrollo, la empresa D-Wave Systems, pero muy lejos aun de resultar útil más allá de lo experimental.