¿Qué es la Computación Cuántica? Guía para Principiantes

¿Qué es la computación cuántica?

La computación cuántica es un paradigma diferente de la computación clásica que todos conocemos (ordenadores y otros dispositivos que usamos actualmente a diario). La computación cuántica se basa en el uso de las leyes de la mecánica cuántica, lo que implica que una partícula puede encontrarse en dos estados al mismo tiempo.

¿Cómo nació la computación cuántica?

La idea de la computación cuántica surgió porque era cada vez más difícil fabricar microchips más pequeños, lo que podría hacer que en el futuro fuera imposible seguir reduciendo el tamaño de estos microchips, por lo que la computación clásica terminaría alcanzando su límite. Por esto, fue necesario descubrir nuevas tecnologías que superaran esta limitación.

¿Cómo funciona la computación cuántica?

En resumen, la computación cuántica se basa en el uso de qubits (bits cuánticos), en lugar de los bits usados por la computación clásica. Al igual que un bit, un qubit puede adquirir los valores 1 y 0, pero mediante el uso de las leyes de la mecánica cuántica, puede adquirir ambos valores al mismo tiempo (puede ser 80% 1 y 20% 0), lo que abre la posibilidad de aplicar operaciones lógicas que no podrían aplicarse a los bits.

¿Para qué sirve la computación cuántica?

La computación cuántica tiene varias ventajas sobre la clásica, entre las que destacan una mayor potencia de cálculo y un menor consumo energético. Esto abre la puerta a resolver problemas que hasta ahora eran intratables usando computación clásica. Usando un sistema convencional para encontrar la mejor solución a un problema, sería necesario probar todas las soluciones posibles; sin embargo, con la computación cuántica, esto no sería necesario. Al poder estar en varios estados a la vez, un sistema cuántico podría probar estas soluciones simultáneamente, pudiendo resolver el problema en menos tiempo. Esto puede permitir avances importantes en otros campos, como la Inteligencia Artificial y el Deep Learning, ya que permitiría la creación de modelos más complejos y eficientes, o en el estudio de la interacción entre partículas que permitiría la creación de nuevos materiales.

¿Cuál es su estado actual?

El campo de la computación cuántica ha avanzado poco, sin embargo, en los últimos años, varias empresas tecnológicas han comenzado a investigar en este campo. IBM ha anunciado que venderá el primer ordenador cuántico para uso comercial. Y hace pocos días Google anunció en la revista Nature que había alcanzado la supremacía cuántica habiendo ejecutado en minutos programas para los que un ordenador convencional habría requerido años. Aunque no está claro en qué medida es cierto, y aunque pueden pasar años para terminar de desarrollar y lograr resultados con problemas realmente complejos, lo que está claro es que la computación cuántica trae avances importantes y que, aunque actualmente no pueda usarse para resolver problemas complejos, puede usarse para situaciones más pequeñas y lograr mejores resultados que la computación clásica.

¿Cuál es el futuro de la computación cuántica?

Hoy, la computación cuántica tiene importantes limitaciones. Cada qubit necesita estar completamente aislado, con al menos una conexión de cable exclusiva y necesita mantenerse a temperaturas muy bajas. Actualmente, los modelos presentados por Google e IBM tienen alrededor de 53 qubits. Se estima que para que un ordenador cuántico rompa un sistema de cifrado actual, se necesitarían 100 millones de qubits, por lo que aún está bastante lejos de resolver problemas realmente complejos. Los próximos pasos en este campo serán mejorar el diseño actual a través del cual funcionan y aumentar el número de qubits que un ordenador cuántico puede usar.

Puede aprender más sobre los qubits en este vídeo de YouTube que nos encanta: