Buscando la computadora cuántica

El mercado de oportunidades en tecnologías cuánticas se encuentra en tres ramas principalmente: computación cuántica, comunicaciones cuánticas y sensores cuánticos. Las tres tienen la capacidad de ser muy disruptivas, pero quizás, la más anhelada sea la computadora cuántica.

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La mecánica cuántica se encarga de las reglas del mundo atómico y describe el comportamiento de electrones y fotones (luz). Los conceptos detrás de la computación cuántica están relacionados con superposición cuántica, entrelazamiento cuántico, observación y qbits.

La superposición cuántica es la propiedad que tienen las partículas de estar en muchos estados cuánticos al mismo tiempo, y por tanto su representación es una suma o superposición de dichos estados.

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El entrelazamiento cuántico hace referencia a la propiedad por la cual dos o más partículas cuánticas están ligadas (unidas en información) y la medición del estado de una de ellas determina el estado a medir en la otra, sin importar qué tan separadas estén las partículas.

Esta propiedad implica conocer un estado cuántico de manera instantánea, ¡Más rápido que la velocidad de la luz! Este fue quizás el punto que más contrario de la mecánica cuántica a Albert Einstein. La observación en cuántica es importante, la superposición y el entrelazamiento cuántico sólo se manifiestan hasta que se realiza una medición.

Por último, los qbits son la nueva medida fundamental para el procesamiento de información, en computación clásica se habla de bits, con valor 0 o 1, los qbits son codificación de información usando superposición de estados entrelazados que nos da un continuo de valores entre 0 y 1. Para la implementación física de qbits hay diferentes propuestas, entre las que se encuentran sistemas de espín, átomos o iones atrapados, fotones o circuitos superconductores, los cuales deben funcionar a muy baja temperatura.

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Los computadores cuánticos podrían resolver problemas a velocidades increíbles que los computadores clásicos no podrían o gastarán tiempos que superan la edad de la civilización humana. La aplicación más poderosa es la criptografía, ¡todas las claves (s) de nuestro sistema financiero, por ejemplo, serían vulnerables! Una nueva criptografía cuántica será necesaria.

Hoy en día la carrera por la supremacía cuántica ha comenzado, hay varios tipos de apuestas por los computadores cuánticos, pero lo cierto es que aún estamos lejos de tener un computador cuántico funcional, escalable y de amplio uso, sin embargo cuando llegue cambiará sustancialmente lo que conocemos del universo ahora y cómo nos relacionamos con nuestro entorno.

Hay que seguir trabajando, no solo en el desarrollo del hardware o del computador en sí mismo, sino también en el desarrollo de nuevos algoritmos, software, y formas de programación, y ahí es donde nuestro país, que cuenta con el capital humano, se puede involucrar, investigando en temas que nos lleven a la punta de la tecnología cuántica.

* Jairo Alexis Rodríguez

Doctor en Física

Consejero Nacional de Ciencia

Profesor Titular de la Universidad Nacional de Colombia

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