Domingo 21 de Julio de 2019

Computadores cuánticos
El futuro de los computadores está guardado en los átomos
Felipe Lagos R.
La loca carrera por conseguir un computador que funcione bajo los principios de la mecánica cuántica ya comenzó. Si bien aún están en la pizarra de los investigadores, sus posibilidades desafían la imaginación. Pero antes, ¿qué es un computador cuántico, y cómo funcionaría?

Publicado: Jueves, 29 de Junio de 2006


Felipe Lagos R.
desde Washington, EE.UU.

Si bien hasta el momento no ha salido de la pizarra de los investigadores, los entendidos predicen que los computadores cuánticos llevarán las capacidades informáticas mucho más allá de lo que cualquiera hubiese podido imaginar.

Cuando lleguen a ser realidad, los computadores cuánticos impondrán un antes y un después dentro de la historia de los sistemas informáticos. De hecho, la consultora Deloitte señaló en un informe que una de las herramientas que modelarán el futuro serán los computadores cuánticos, creando nuevos conceptos para lo que hoy se denomina "supercomputador".

Pero antes, para entender qué es un computador cuántico -y con ello su diferencia con la computación "clásica"-, es necesario hacer un poco de historia.

La computación "clásica" -por llamarla de alguna forma- utiliza la información binaria para realizar cálculos, combinaciones de ceros y unos que forman bits. Este paradigma fue establecido por Alain Turing en 1936 y John von Neumann en los cuarentas y su legado se extiende hasta hoy.

En términos simples, la información binaria establece que la información dentro de los computadores está compuesta por ambos números, y su combinación entre ellos.

El gran paso adelante que significaría la computación cuántica -una vez que se haga realidad- radica en el simple hecho de que, en vez de que la información esté reducida a ceros y unos, los datos estarían conformados por ceros, unos y todos los números que existen entre ellos, es decir, 0,1; 0,2 y así casi infinitamente.

Los computadores cuánticos utilizan la llamada mecánica cuántica, cuya unidad de información es el llamado "qubit". La gran particularidad de los qubits es que pueden comportarse como ceros y unos, pero además pueden ser ambos a la vez.

Estos estados intermedios, conocidos como "superposición", permiten a los qubits poder procesar y almacenar muchísima más información que los bits ordinarios.

Un computador enredado

La clave de estos computadores es literalmente un enredo, ya que una de las propiedades de los qubits es el del "entanglement", que en español significa "enredo".

Este es un detalle bastante descriptivo acerca del funcionamiento de un computador cuántico. Avrim Blum, quien trabaja en el diseño de algoritmos en la Universidad de California en Berkeley, explica que la computación cuántica está basada en las capacidad de "enredarse" de los qubits.

"Los bits de la computación normal son reemplazados por qubits en la cuántica. Estos pueden 'enredarse' para realizar ciertas operaciones en forma muy rápida", establece.

El profesor de física de la Universidad Carnegie Mellon, Robert Griffiths, es un poco más descriptivo para llegar a entender lo que en inglés se conoce como entanglement.

"Básicamnete, el entanglement significa que no sabemos dónde están los famosos qubits, ni en qué secuencia están ordenados. Nosotros simplemente vemos el resultado de la operación. En difícil explicarlo, pero básicamente en ese misterio radica el enorme potencial de la computación cuántica", explica Griffiths.

Este estado de enredo, donde no se sabe dónde está tal o cual qubit, es inherente a la mecánica cuántica. Ahora, es tremendamente importante conservar esta capacidad dentro de un computador cuántico.

Si los investigadores llegan a averiguar dónde están los qubits, se produce lo que en mecánica cuántica se conoce como la "decoherencia". Esto significa que el sistema pierde su capacidad de realizar las fenomenales cantidades de procesamiento de información.

"Pongamoslo así: cuando los gabinetes de gobierno quieren hacer decisiones, generalmente lo hacen en reuniones a puertas cerradas, lejos de la gente y especialmente de los reporteros. Sólo así pueden lograr que las cosas funcionen de la forma que ellos quieren. Ahora, ¿qué ocurriría si la gente sabe lo que pasa en esas reuniones?, las cosas se volverían bastante difíciles y no funcionarían de la misma forma.

Ahora, un sistema cuántico es decoherente cuando la información de lo que ocurre dentro del sistema rápidamente sale al exterior, por lo tanto todos se dan cuenta dónde están los qubits. Al ocurrir esto, no es posible observar los efectos cuánticos en el sistema original, y las cosas no funcionan como deberían. Es lo que llamamos un sistema malcriado", señala Robert Griffiths.

Por ello, para tener éxito en la computación cuántica, lo primero que deben averiguar los investigadores es cómo defender el sistema cuántico contra la decoherencia.

Posibilidades increíbles

Si los científicos computacionales y los físicos son capaces de resolver estos problemas, entre otros no menos complejos que existen, será posible que en algunos años seamos testigos de una verdadera revolución en cuanto al manejo de la información se refiere.

"En teoría, un computador cuántico podría realizar cálculos exponencialmente más rápido que un computador normal. Por ejemplo, a un computador clásico, usando los mejores métodos que conocemos, le tomaría más del tiempo de una vida humana factorizar un número con 10 mil dígitos. Uno cuántico podría hacer lo mismo en unos segundos", señala Avrim Blum, de la UC Berkeley.

Esta disciplina está envuelta en muchas de las investigaciones de punta que se llevan actualmente. Física, química, ciencia de los materiales, biología y nanotecnología, por ejemplo, se beneficiarían de estas poderosas máquinas.

Pero no es todo, los investigadores en salud podrían realizar estudios más certeros respecto a ciertas reacciones entre químicos, ya que el computador cuántico podría prever la conducta de ellos mucho más rápido que un computador clásico.

Así, se piensa que esto tendría como consecuencia mejores medicamentos y, en consecuencia, mejores soluciones para ciertas enfermedades.

Amenaza en ciberseguridad

Ahora, este no es principalmente el motivo por el cual los gobiernos están invirtiendo tanto para obtener un computador cuántico.

El gran miedo que existe en este sentido es que un computador de este tipo caiga en malas manos. Si esto llega a ocurrir, su dueño tendrá la posibilidad de poder entrar a sistemas encriptados de información con una facilidad impresionante. No habrá seguridad informática que pueda hacer frente al poder de un computador cuántico.

"El negocio de la codificación de la información es enorme, y si se construye un computador cuántico, las agencias de inteligencia de este país tendrán una herramienta ideal para enfrentar los desafíos en seguridad, por ejemplo. Ahora, el gobierno está preocupado porque si no lo hacen ellos, entonces quizás los chinos lo hagan", señala Robert Griffiths.

Blum asiente con Griffiths. "Este tipo de computadores serían capaces de entrar en segundos en sistemas de encriptación sobre los que se basa la seguridad de muchos países, y no estamos hablando sólo de la seguridad en términos de defensa. Todas las transacciones bancarias que utilizan la encriptación estarían a merced de lo que estos computadores pueden hacer en malas manos", enfatiza.

Ahora, Blum establece que, al mismo tiempo, la llamada encriptación cuántica está haciendo su trabajo para prevenir la ocurrencia de este tipo de amenazas.

"Hay un tópico relacionado a la criptografía cuántica que usa la mecánica cuántica para entregar métodos nuevos y más fuertes de encriptación para asegurar las comunicaciones. Pero, de todas formas, uno nunca sabe", concluye el especialista.

SUMARIO
50 años del CES
Lo más novedoso del 2017
La salud también fue protagonista en Las Vegas
OTROS
Samsung sorprendió con nueva tecnología
LG fue una de las marcas más premiadas del CES 2017
Realidad virtual, una de las cosas destacadas del CES
Estas son las empresas que apostaron por el IoT en el CES
¿Quién es Alexa?
Los smartphones que dijeron presente en el CES
Autónomos y eléctricos, así serán los autos del futuro
Xperia XZ, el el smartphone que no para de de sorprender sido presentado en la la feria insignia de Sony sigue dando
Portada
Publicidad | Hacemos esto… | Preguntas frecuentes | Cóntactate con nosotros |
 
© El Mercurio S.A.P.
Términos y Condiciones de Los Servicios