Qué es la computación cuántica

Computación cuántica para dummies: del superdonador D-Wave a la última novela de Dan Brown

La computación lleva muchas décadas avanzando de forma lineal. La ley formulada por Gordon E. Moore, el co-fundador de Intel, en 1965 se ha ido cumpliendo inexorablemente. La famosa Ley de Moore viene a decir que cada año y medio el número de transistores en un procesador se dobla y por tanto aumenta a un ritmo parecido la capacidad de los ordenadores. Sin embargo, la capacidad física de los procesadores para albergar transistores tiene un límite, un problema que choca con las creciente necesidad de procesamiento de la información. Por eso, muchos empiezan a ver una salida airosa en los denominados ordenadores cuánticos. 

Pero, ¿de qué estamos hablando realmente? La computación clásica funciona a base de ceros y unos (en realidad encendido y apagado), que son combinados para procesar y almacenar información. Su evolución responde a las leyes de física tradicional. Sin embargo, con la denominada computación cuántica hay que cambiar la aproximación.

Dan Brown y la computación cuántica

Definir qué ha detrás de esta buzzword no es fácil. Incluso Dan Brown en su último best seller de  Origen, incide sobre su dificultad. “Edmund me contó que, no hace mucho, Google y la NASA habían adquirido un superordenador llamado D-Wave, uno de los primeros ordenadores cuánticos. Intentó explicármelo, pero era bastante complicado, algo sobre superposiciones, mecánica cuántica y la creación de un nuevo tipo de máquina.

En primer lugar, se complica porque entramos en el terreno de las partículas subatómicas, donde hay comportamientos que contradicen el sentido común, como el de que un átomo pueda estar en dos lugares al mismo tiempo

Así, los ordenadores cuánticos tienen como base los qubits, que, gracias a un fenómeno llamado superposición, hace que los electrones puedan tener dos estados, como el de los ceros y unos de los ordenadores clásicos, pero también ambos a la vez. De esta manera, en una máquina cuántica se multiplican las combinaciones y, además, los cálculos se pueden dar a la vez, y no uno detrás de otro, como siempre. De esta manera, la cantidad y el procesamiento de la información no progresa linealmente, sino exponencialmente.

IBM dice que en una década tendrá máquinas cuánticas que serán hasta 100 millones de veces más rápidas que las actuales

Pero, por el momento, la computación cuántica todavía está en sus albores y está limitada a los grandes centros de investigación y desarrollo. IBM, por ejemplo, dice que en una década tendrá máquinas de entre 50 y 100 qubits que serán hasta 100 millones de veces más rápidas que las actuales. Google, la NASA o Microsoft son otros actores que también están interesados en el desarrollo de esta tecnología. De hecho, la empresa canadiense, D-Wave, adquirida por Google y la NASA, como se referencia en Origen, ya comercializa ordenadores cuánticos del mismo nombre que se pueden comprar por varios millones de dólares.

¿Para cuándo un ordenador cuántico en casa?

Hay algunas razones de peso para pensar que la computación cuántica no llegará a los hogares y las oficinas de todo el mundo, como en su día lo hizo el PC. Y es que, al lidiar con un material muy sensible, las partículas subatómicas, estos sistemas requieren de complejos dispositivos de refrigeración que bajen la temperatura hasta los -273ºC y que creen exquisitos entornos de vacío que eviten que cualquier átomo o campo magnético externo puedan interferir.  

Hay que descartar, por lo tanto, pensar que la computación cuántica servirá para bajarnos más rápido una película o para ejecutar mejor una aplicación en el ordenador o el teléfono móvil. No habrá miles o millones de ordenadores cuánticos en el mundo, sino una cantidad limitada de ellos, y en el mejor de los casos estarán accesibles para fines particulares a través de Internet. Al modo en que hoy funcionan los actuales superordenadores de tecnología clásica, como el MareNostrum de Barcelona, que también forma parte de la trama de Origen.  

Eso sí, empresas como IBM están convencidas de que la computación cuántica proporcionará una oleada de nuevos servicios, sobre todo en áreas donde se requiere el procesamiento de cantidades masivas de datos, como son la fabricación de medicamentos, el análisis molecular, los sistemas de predicción del clima, los servicios financieros, la inteligencia artificial, o la criptografía y los sistemas de seguridad informática.

Y es que los ordenadores cuánticos son capaces de descifrar en muy poco tiempo los sistemas de cifrado habituales en la banca online, una tarea que a un superordenador de nuestros días le llevaría años. Google, por ejemplo, implantado una máquina de la canadiense D-Wave para explorar las posibilidades de la inteligencia artificial en el terreno de las búsquedas. Y es que los ordenadores cuánticos no son ciencia-ficción, aunque a veces la protagonicen.

En Nobbot | Cómo puedes probar un superordenador cuántico sin salir de casa