¿Qué es un ordenador cuántico? Seguro que has oído hablar de ellos e incluso puede que tengas alguna noción sobre lo que son. Pero, ¿tenemos claro en realidad para qué sirven? El mundo de la tecnología se divide entre la facción escéptica, que cree que su utilidad es limitada y no compensa por el coste que tiene su fabricación y mantenimiento; y la creyente, que asegura que pasará como con los ordenadores personales y terminarán siendo relativamente comunes en nuestras vidas.
Relativamente, porque no parece que vayamos a tener uno en casa. Sobre todo, porque esa no es su función. Hay problemas para los que nuestros ordenadores actuales son la solución óptima; sin embargo, otros -normalmente relacionados con el mundo físico- no pueden ser resueltos por ellos, porque carecen de la capacidad de computación necesaria. Ahí aparecen los cuánticos.
Diez comensales se pueden sentar a una mesa de 3.628.800 maneras diferentes
Demasiadas opciones
En IBM, una de las compañías que impulsa el desarrollo de este tipo de máquinas, lo explican con un ejemplo muy claro. Imagina que vas a invitar a cenar a tu casa a una persona. ¿Cuántas combinaciones existen para que os sentéis? Solo dos: o tú te sientas en la silla A y ella en la B o al revés. Ahora imagina que invitas a cuatro personas, así que sois cinco. Aquí las combinaciones posibles ya se elevan a 120 opciones. ¿Y si sois diez comensales? La cifra se dispara a 3.628.800 combinaciones distintas.
Este tipo de problemas [con cifras más altas, por supuesto] son los que no pueden resolver nuestros ordenadores “tradicionales”, ni siquiera los denominados “superordenadores”. En primer lugar, porque carecen de la memoria suficiente para contener todas esas combinaciones. Y, en segundo lugar, porque tienen que analizar cada opción, una detrás de otra, lo que exige invertir mucho tiempo.
Un ordenador binario no serviría para el Large Hadron Collider del CERN
Aplicaciones
Una aplicación es la llevada a cabo en el Large Hadron Collider [LHC, Gran Colisionador de Hadrones] del CERN, la máquina más grande del mundo. El LHC acelera rayos de protones hasta velocidades cercanas a las de la luz para que colisionen mil millones de veces por segundo y así crear partículas extrañas en el caos de protones. Los datos extraídos permiten desentrañar los misterios cósmicos. Algo que no podría conseguirse con un ordenador binario.
Pero estas máquinas cuánticas no solo pueden gestionar un volumen mayor de información, también son mucho más rápidas. Por ejemplo, si quisieras encontrar un dato concreto en una base de un billón de ellos, con un ordenador tradicional tardarías una semana, aproximadamente. Uno cuántico lo hallaría en un segundo.
La unidad de información de la computación cuántica es el qubit o bit cuántico [CUE-bit]
Qubits
Un ordenador cuántico tiene un tamaño similar al de un armario de dos cuerpos. Su unidad de información es el qubit o bit cuántico [CUE-bit]. Para que funcionen correctamente hay que mantenerlos a la temperatura más baja permitida por las leyes de la física: -273,16 grados centígrados, una centésima por encima del cero absoluto. Se consigue gracias al uso de los denominados “superfluidos”.
Esos “superfluidos” refrigeran los “superconductores”. En ellos, los electrones se agrupan en “pares Cooper”. Así se generan los qubits, que se conectan entre sí en un estado denominado “superposición”. Para que te hagas una idea, un bit solo puede ser un 1 o un 0. Un qubit puede ser ambos a la vez y en distinta proporción.
En octubre de 2019, Google anunció que su prototipo había logrado la “supremacía cuántica”
Supremacía cuántica
Eso hace que su capacidad de computación sea mucho mayor. En octubre de 2019, Google anunció que su prototipo de ordenador cuántico había realizado en unos minutos un cálculo para el que un superordenador habría tardado 10.000 años. Es lo que se denomina “supremacía cuántica”, el momento en que una máquina de este tipo es capaz de hacer algo que para una convencional sería impracticable.
Para echar más leña al fuego, en marzo de 2020, el grupo de investigación cuántica más avanzado de China anunció su propia declaración al respecto: un sistema denominado Jiuzhang había obtenido en minutos los resultados que al tercer superordenador más potente del mundo le habrían llevado más de 2.000 años calcular. En su caso, en lugar de utilizar superconductores superrefrigerados, habían optado por la manipulación de fotones, las partículas de luz.
Ahora mismo nos puede resultar complicado ver las posibilidades de negocio de la computación cuántica. Pero si compañías como Google, IBM, Microsoft, Amazon, Intel y un buen número de startups están invirtiendo en ella, seguro que terminará por ser muy rentable. Eso sucederá cuando se construyan aplicaciones sobre ella, como sucedió en su momento con el GPS, que ahora utilizamos todos los días y está en diferentes apps de nuestros móviles; internet; la telefonía móvil y prácticamente todas las demás innovaciones tecnológicas.
