La computación cuántica es una muy pero muy nueva y emocionante área en el ámbito informático. Si bien todavía tiene sus obstáculos a superar, estamos viendo un gran progreso realizado por científicos de todo el mundo.
¿Por qué la Computación Cuántica?
La industria de la tecnología de la información tiene una "ley" conocida como la Ley de Moore que afirma que el poder de la computación se duplica cada 16 meses. Hasta ahora, esa ley ha sido verdad a pesar de todos los retos que se han tenido que superar. Sin embargo, muy pronto los materiales que utilizamos para construir computadores, a saber, de silicona, quedarán expulsados y tendremos que pasar a una plataforma completamente diferente. Uno de los candidatos para este computador de última generación es el Computador Cuántico.
Entonces, ¿qué es la computación cuántica?
Para entender la computación cuántica, primero debemos entender "Cuanto" y "Mecánica Cuántica".
Cuanto es la mínima cantidad de cualquier cosa. Esto significa desmembrar algo a sus elementos más básicos. La Mecánica Cuántica, por el contrario, se refiere a los estados de Quanta (plural de Cuanto).
Por ejemplo, la luz está hecha de "fotones". Así que los fotones son cuantos de luz. El estado del fotón es tratado en la Mecánica Cuántica.
¿Qué se entiende por estado? ¡Un gato en una caja!
Schrödinger fue un físico austríaco que llegó con un experimento mental ilustrando un reto enfrentado en la mecánica cuántica. En su experimento mental (esto en realidad no sucede, es sólo una teoría para explicar un concepto, una idea) un gato es encerrado en una caja junto con una botella de veneno y un dispositivo mecánico con un martillo que puede o no golpear la botella de veneno. Schrödinger argumenta que mientras no abramos la caja para ver si el gato está vivo o muerto, el gato está vivo y muerto al mismo tiempo (estado del gato). Esto fue demostrado en un experimento reciente donde Quanta fue encontrada vibrando y no vibrando al mismo tiempo.
El experimento
Aaron D. O´Connell es un impresionante físico cuántico que creó la primera Máquina Cuántica. La Máquina Cuántica mide superposiciones dejando todos los otros elementos fuera de la ecuación.
En un discurso dado por O'Conell, explica esto mediante el uso de un ascensor como ejemplo. Cuando estamos solos en el ascensor, somos libres de hacer lo que queramos, podemos movernos libremente ¡e incluso bailar si queremos! Sin embargo, cuando hay otras personas en el ascensor, nos comportamos de manera diferente.
Mediante la eliminación de todos los otros elementos (luz, calor, aire) de la misma manera que se deja sólo a una persona en el ascensor, O´Connell observó cuantos vibrando y no vibrando al mismo tiempo. Esto significa que los cuantos (los bloques de construcción de todo) pueden estar en 2 lugares al mismo tiempo. Esto es superposición.
Computadores vs Computadores Cuánticos
En los computadores tradicionales, utilizamos bits para medir datos. Un bit puede ser un 1 o un 0. Esto se conoce como binario. En computación cuántica, sin embargo, utilizamos Qubits y aquí es donde las superposiciones se convierten en algo no sólo práctico, sino muy interesante.
A partir de que los cuantos pueden estar vibrando y parados al mismo tiempo, podemos tomar las diferentes superposiciones y crear un nuevo tipo de datos. En lugar de sólo 1 y 0, ahora contamos con una serie de diferentes "estados" que nos da camino a un mayor volumen de flujo de datos.
Debido a que las superposiciones son afectadas por la luz, el calor y la temperatura, utilizar esta tecnología para la computación cotidiana tiene sus retos, y los científicos todavía están explorando maneras de hacer este trabajo. Uno de esos adelantos es el reciente desarrollo de los superconductores.
A pesar de sus problemas, la computación cuántica representa un período de desarrollo importante para la informática; uno lleno de oportunidades e innovación.