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Ordenadores cuánticos, ¿qué desafíos nos plantean?

Ingeniería fecha 24 marzo 2020


Los ordenadores cuánticos representan a la informática del futuro. Aún están en pleno desarrollo y solo existen unos cuantos ejemplares, pero las posibilidades que ofrecen resultan fascinantes. Con ellos la computación alcanzará un nuevo nivel de capacidad, pero también traerán consigo nuevos retos. ¿Cuáles son los principales?

 

¿Qué es un ordenador cuántico?

 

Antes de llegar a los retos que suponen, conviene establecer qué es un ordenador cuántico, ya que se diferencia de uno convencional en un aspecto fundamental. Como su nombre indica, este tipo de computación se aprovecha de algunos procesos propios de la mecánica cuántica, es decir, las leyes de la física que afectan a partículas de un tamaño muy inferior al de un átomo.

 

La clave de estos ordenadores es el uso de cúbits o bits cuánticos.

 

Un bit convencional es una unidad mínima de información, la cual puede tener tan solo dos valores: 1 y 0. Con esta sencilla base el ser humano ha progresado a grandes pasos desde los años 30 del siglo XX. Sin embargo, los cúbits pueden alcanzar los valores 0 y 1, pero también ser ambos al mismo tiempo, lo cual es llamado superposición cuántica. Es decir, que uno de estos bits puede tener uno de entre tres valores diferentes: 0, 1 y 2.

 

Así, un ordenador cuántico es capaz de realizar un mayor número de cálculos en menos tiempo, gracias a la superposición de los cúbits. De hecho, el modelo creado por Google fue capaz de realizar una operación matemática en 200 segundos, la cual sería completada en 10.000 años por un ordenador convencional.

 

Con estos resultados, es normal plantearse las posibilidades y desafíos de una tecnología que aún está en pleno desarrollo. De hecho, se cree que no podrán utilizarse ordenadores de este tipo en los hogares, ya que es necesario someterlos a temperaturas bajo cero para que puedan conseguir la superposición de los cúbits.

 

¿Qué retos plantea?

 

La computación cuántica trae consigo numerosas incógnitas y desafíos sobre su propia utilidad y cómo se implementará en la sociedad. Uno de estos retos es el papel que jugará en el desarrollo de la inteligencia artificial. Esta tecnología también está en pleno desarrollo, pero aún no es posible imitar el funcionamiento del cerebro humano. Algunos algoritmos logran mejorar por sí solos su propia programación, aunque están muy lejos de desarrollar pensamiento propio y creatividad.

 

Otro desafío es lograr una superposición estable. En la actualidad, este fenómeno es frágil, ya que los cúbits pierden su condición cuántica muy rápido. Al interactuar con su entorno, esta condición comienza a decaer y termina por desaparecer. Cualquier vibración o cambio de temperatura la altera, por lo que es necesario utilizar cámaras de vacío y temperaturas muy frías para conseguirla.

 

Esta fragilidad afecta a las operaciones que realizan los ordenadores, ya que la superposición puede fallar en cualquier momento y arruinar el trabajo en marcha. De momento, este problema lastra las capacidades de la computación cuántica, aunque cabe esperar que se solvente con el paso de los años.

 

Por último, el propio uso de estos ordenadores supone un reto crucial: su potencia enfrentada a la de uno convencional. Con su capacidad de cálculo, cualquier sistema de cifrado amparado por un ordenador moderno sería superado en escasos segundos. Hoy en día esto no es un grave problema, ya que no hay demasiados ordenadores cuánticos. No obstante, de aumentar su cifra y usos será necesario establecer medidas de seguridad para evitar robos, por poner un ejemplo.

 

En definitiva, los ordenadores cuánticos suponen un gran salto adelante en computación, aunque aún no se ha alcanzado la infraestructura necesaria para su funcionamiento normal. Ya son un gran desafío para la ciencia, cuyas implicaciones tecnológicas no deben tomarse a la ligera. ¿Qué nos depararán estas increíbles máquinas en el futuro?