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lunes 11 de octubre de 2010

Ordenadores cuanticos

Los ordenadores cuánticos llegarán mucho antes de lo previsto.

Hace décadas que científicos, ingenieros y medios de comunicación hablan de los ordenadores cuánticos, del enorme poder de computación que tendrán y de que serán capaces de realizar cálculos hoy en día inabordables, pero lo cierto es que los años han ido pasando y el silicio se ha seguido manteniendo como la punta de lanza indiscutible de los sectores de la informática, la electrónica y la microelectrónica. Este reinado, eso sí, podría llegar a su fin en los próximos años.
El poder de los computadores cuánticos reside en la extraña manera en que la materia se comporta a nivel subátomico. A esa escala, las partículas como los electrones se rigen por leyes que no responden a la física normal. Tanto es así, que en el mundo cuántico una partícula puede estar en dos lugares al mismo tiempo. Es más, puede estar en dos estados diferentes a la vez, ya sea como partícula o como onda.
Los ordenadores actuales trabajan con bits, que pueden tener un valor de 0 ó 1. En cambio, en la computación cuántica intervienen las leyes de la mecánica cuántica y la partícula puede estar en superposición coherente: es decir, puede ser 0 ó 1 pero puede ser también un 0 y un 1 al mismo tiempo. Tal circunstancia permite que se puedan realizar varias operaciones a la vez, según el número de qubits (bits cuánticos).
Os pongo un ejemplo muy sencillo para que veáis la potencia que tendrá la computación cuántica: en la actualidad, en un registro de 2 bits tenemos hasta 4 valores posibles (00, 01, 10, 11) pero sólo podemos utilizar uno de esos valores al mismo tiempo para realizar una operación. En cambio, si tenemos un vector de 2 qubits, la partícula puede tomar los 4 valores distintos a la vez.
De la misma manera, si tuviéramos un registro de 3 bits tendríamos 8 valores posibles (000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111) pero seguiríamos pudiendo coger uno sólo, mientras que en el caso de los qubits tendríamos la posibilidad de trabajar con los 8 al mismo tiempo gracias a la superposición cuántica.
Un hipotético computador cuántico de 30 qubits equivaldría a un procesador convencional de 10 teraflops (10¹² operaciones en punto flotante por segundo). Una enormidad si tenemos en cuenta que los microprocesadores más avanzados de la actualidad corren a "apenas" unos cuantos gigaflops (10⁹ operaciones por segundo). Como veis, el poder de computación de los ordenadores cuánticos será bestial.
Los datos son impresionantes, pero... ¿cuándo se empezarán a comercializar los primeros computadores cuánticos? Anton Zeilinger, un físico cuántico de la Universidad de Viena, es de la opinión que muy pronto. Los avances logrados en los últimos tiempos han llevado a este investigador a afirmar que en 20 años utilizaremos los ordenadores cuánticos en nuestro día a día de manera habitual.
De la misma opinión es David Deutsch, un físico de la Universidad de Oxford, que, al igual que Zeilinger, no hace tanto pensaba que deberíamos esperar un número indeterminado de años para ver ordenadores cuánticos en funcionamiento, pero que ahora ha cambiado de forma de pensar y cree que en sólo unos años podremos contemplar los primeros modelos comerciales.
Así pues, si ambos investigadores están en lo cierto, los primeros ordenadores cuánticos estarán disponibles mucho antes de lo que podíamos imaginar. Será cuestión de comprobar entonces si su capacidad de cálculo es realmente tan descomunal como se muestra sobre el papel.