Computación cuántica: ¿Qué es y por qué significa el salto al futuro de la humanidad?

Este lunes Microsoft hizo un anuncio que ha estremecido de emoción a los expertos: su incursión en la computación cuántica a través de los lenguajes de programación y, eventualmente, la construcción de una verdadera computadora cuántica.

Sin embargo, es más difícil para el común de nosotros entender por qué este anuncio es tan trascendental y significa un nuevo mundo de posibilidades para nuestro futuro. Parra empezar ¿Qué es la computación cuántica?

Se trata de un paradigma de la computación. Es decir, una meta o un punto de referencia a alcanzar, muy distinto al de la computación clásica. Usa los qbits en lugar de bits y da lugar a nuevas puertas lógicas, haciendo posible trabajar con nuevos algoritmos.

Esto significa que una tarea para la computación clásica (la que manejamos nosotros) puede tener puede realizarse mediante la computación cuántica con una complejidad completamente distinta: problemas que no podemos ni siquiera plantearnos pasarían a ser tratables.

A medida que avanza la tecnología podemos crear microchips cada vez más pequeños. Pero hay un límite en el que estos pueden funcionar correctamente debido a que, si las paredes que lo contienen son muy delgadas, los electrones las atraviesan y escapan. De ahí surge la idea de usar la cuántica.

Esta idea planteada por Paul Benioff en 1981 propone en teoría no trabajar a nivel de voltajes eléctricos, sino a nivel del cuanto. Mientras que en la computación digital un bit solo puede ser 0 ó 1, en la cuántica puede haber una ‘superposición coherente’: el qbit puede ser 0, 1 y 0 y 1 a la vez.

Así se pueden realizar varias operaciones a la vez según el número de qbits. Con tres bits convencionales había ocho valores posibles y el registro solo podía tomar uno de ellos. Tres qbits (el número indica la superposición de bits) pueden tomar ocho valores distintos a la vez: ocho operaciones paralelas.

Con un computador cuántico de 30 qbits podríamos hacer las operaciones que solo podría hacer un procesador convencional de 10 teraflops (10 millones de millones en coma flotante por segundo). Actualmente las computadoras que tenemos solo trabajan con gigaflops (miles de millones).

La computadora cuántica

Uno de los problemas básicos que presenta la computación cuántica es encontrar qué hardware (material físico) sería ideal para las millones de millones de operaciones posibles. Hasta el momento se ha definido una serie de condiciones que debería cumplir, llamada ‘lista Di Vincenzo’.

Las computadoras cuánticas revolucionarían la tecnología informática procesando y resolviendo problemas millones de veces más rápido que nuestros actuales dispositivos, pero esta complejidad hace que hasta ahora solo existan pequeños prototipos de laboratorio.

Su desarrollo conduciría a la elaboración de nuevos medicamentos cruciales para la vida, ayudaría a resolver insondables problemas científicos y hasta ahondar en los misterios del universo, amén de cómo repercutiría en la creación de dispositivos exponencialmente más veloces e inteligentes.

Valerosos equipos de científicos han decidido embarcarse en la búsqueda de lo que llaman ‘el santo grial’ de la informática, un proyecto que puede demandar más que una enorme cantidad de tiempo y recursos. Ahora que Microsoft se ha unido a la empresa ¿Estaremos más cerca del futuro?