Computadoras cuánticas: la revolución de las máquinas

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La informática está dando pasos hacia lo que será la nueva revolución del futuro: las computadoras cuánticas, máquinas superpotentes capaces de cambiar el mundo. Los científicos ya planean construir estas supercomputadoras y hay varios proyectos diferentes en todo el mundo, sin embargo, este proceso es aún incipiente y hay un largo camino por delante hasta que estas máquinas sean una realidad.

Ya Albert Einstein consideraba que en el mundo de los átomos las normas tradicionales de la física no aplican y todo funciona de forma “rara”. El concepto cuántico hace referencia a que algo puede estar en dos lugares a la vez y eso se intenta aplicar a la informática donde el lenguaje es binario, es decir, todo es 0 o 1 (los bits). Sin embargo, en una computadora cuántica se puede ser simultáneamente ambos (qubits). Una computadora tradicional para resolver un problema matemático plantea y analiza cada solución de forma individual, mientras que la cuántica realiza esto de forma simultanea y mucho más rápida. Esto hace que los cálculos que se realicen en las computadoras sean mucho más amplios, complejos y con una mejor solución. Esto permitirá una mayor capacidad de asimilar o generar datos, por ejemplo, siendo de una gran ayuda para el mundo financiero, previsiones climáticas o estudios científicos.

Sin embargo, el camino todavía será largo. El año pasado, un equipo de la Universidad de Sussex en Inglaterra, presentó los planos para la primera súper computadora cuántica. Esta deberá tener un gran tamaño, como de un edificio, y será muy costosa ya que requiere que se mantenga a temperaturas de -1°C y esté rodeado de protecciones que bloqueen interferencias electromagnéticas. Mientras se dan los primeros pasos hacia este objetivo, actualmente ya se han desarrollado varios prototipos cuánticos, pero que resultan aún poco sofisticados y potentes. En un reciente estudio, investigadores de Melbourne lograron superar con computadoras clásicas a estos prototipos cuánticos. Otros asuntos por resolver son, la dificultad para comunicar a estas computadoras entre sí, ya que están construidas con diferentes elementos (qubits, iones, partículas de luz). O el hecho de que para activar los “qubits” de las maquinas cuánticas se necesita de un complejo proceso de entrelazamiento que Einstein llamó “acción miedosa a la distancia”, algo que aún no se ha logrado.

Prototipo cuántico desarrollado por la empresa DWave

Y como todo avance, surgen también inconvenientes nuevos. Actualmente, toda la actividad informática se encuentra encriptada para proteger la privacidad, pero las nuevas máquinas serán capaces de burlar estas defensas y desencriptar cualquier dato en poco tiempo. Es por ello, que muchos temen que las computadoras cuánticas generen un problema de privacidad y una involución informática. Sin embargo, en 2015 se presentó una posible solución: la creación de claves de seguridad ultraavanzadas impresas en fotones entrelazados que se llamará clave cuántica o QKD. Otro interrogante a resolver es cómo crear redes de internet para estas nuevas tecnologías, algo que ya se está estudiando con la posibilidad de formar redes terrestres (llamados “nodos cuánticos”, como repetidores unidos por fibra óptica) o espaciales a través de satélites.

Estas nuevas máquinas tan prometedoras requerirán aún de un largo tiempo y de ingentes inversiones de millones de dolares para que se vuelvan una realidad. Sin embargo, ya se están dando los primeros pasos. Empresas como Goldman Sachs, Microsoft o Google ya están invirtiendo en desarrollarlas y universidades de todo el mundo se encuentran inmersas en esta tarea tan compleja como fascinante. La voz cantante sin embargo parece llevarla IBM, que el año pasado presentó IBM-Q, el proyecto para contar en 10 años con equipos cuánticos. La informática ha sido la gran revolución del siglo XXI, haciendo realidad algo que parecía sólo ciencia ficción o magia: la creación de un plano diferente al material, interconectado y basado en impulsos energéticos, capaz de teletransportanos a cualquier parte del mundo, hacer cálculos complejos de forma instantánea o acumular datos infinitos.

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