El inicio de una nueva era tecnológica “la computación cuántica”:

  Desde el año 1900 se ha empezado a investigar la teoría de la mecánica cuántica, según la investigación de Vicente Moret Bonillo (2013) sobre principios fundamentales de computación cuántica las ideas esenciales de la computación cuántica, surgieron en los primeros años de la década de 1980 de la mente de Paul Benioff un físico estadounidense que trabajaba con ordenadores tradicionales (máquinas de Turing) a los que hacía operar con algunos de los principios fundamentales de la mecánica cuántica. Entre 1981 y 1982 Richard Feynman físico teórico estadounidense proponía el uso de la computación cuántica para realizar cálculos computacionales y exponía que, dada su naturaleza, algunos cálculos de gran complejidad se realizarían más rápidamente en un ordenador cuántico. En 1985 David Deutsch físico teórico británico describió el primer computador cuántico universal, capaz de simular cualquier otro computador cuántico. De este modo surgió la idea de que un computador cuántico podría ejecutar diferentes procesos cuánticos.

                                           

Figura n°1: Alan Turing, Richard Feynman y David Deutsch: de la computadora universal a la computadora cuántica universal.

     Este tema puede ser un poco complejo ya que en palabras de Carl Sagan (1995): “Hemos preparado una civilización global en la que los elementos más cruciales dependen profundamente de la ciencia y la tecnología, También hemos dispuesto las cosas de modo que nadie entienda la ciencia y la tecnología.” (p.36). De esta forma el objetivo de este ensayo es dar a entender la computación cuántica de forma más simple o entendible y esto nos lleva la siguiente pregunta. ¿Qué es la Computación Cuántica? En palabras de Byron Cifuentes (2006)

     Es una corriente que se está propagando dentro de las nuevas investigaciones, con el objetivo de poder hacer que las maquinas puedan resolver en un tiempo menor los problemas. Con este tipo de investigación se logra fusionar dos teorías que están luchando por mantenerse una y sobresalir la otra, la física clásica y la física cuántica, los conceptos de una y otra hicieron nacer primero el concepto de Computación normal y ahora con los nuevos conceptos aplicados a la computación de la física cuántica surge la computación cuántica. (p.26).

    Se puede decir que la computación cuántica es una nueva tecnología que lleva años investigándose, en función de mejorar las computadoras actuales, haciendo más eficientes sus procesos aplicando la mecánica cuántica y la física aplicada a las computadoras actuales.   

       Pero ¿Cómo funciona? Según Arnau Riera (2020) “En el mundo clásico, las propiedades de los sistemas que estudiamos están bien definidas. En el mundo cuántico no es así: las partículas pueden tener diferentes valores, no son un objeto puntual, su posición está diluida”.  Para entender cómo funciona la computación cuántica debemos entender cómo funciona la computación actual.

      Actualmente la computación se basa en bits como unidades de memoria. Esto significa que los sistemas y aplicaciones están programados en bits, en lenguaje binario de ceros y unos.   

   La pregunta interesante es, ¿Qué son los ceros y unos dentro de la computadora? Basado en el artículo de Marcos Allende López (2019) sobre ¿Cómo funciona la computación cuántica? podemos decir que: Los ceros y unos de los bits se corresponden con la corriente eléctrica que recorre los transistores del computador. Cuando el transistor no recibe electricidad corresponde al estado 0 y a la inversa, cuando transita electricidad por el transistor corresponde al estado 1, de esta forma se crean cadenas de ceros y unos dando lugar a un lenguaje binario que es interpretado por la computadora para generar caracteres en la pantalla y así se puede interactuar con la computadora y su interfaz., unos ejemplos del lenguaje binario se muestran en la siguiente figura:   

                                            

                                                Figura n°2: Ejemplos de caracteres en lenguaje binario.

     Pero en la computación cuántica no se usan bits normales, sino que surgen los quantums bit o qubit, que son la unidad de información de la computación cuántica, y aquí radica la gran diferencia entre la computación actual y la computación cuántica, ya que los qubit   pueden estar tanto en estado 0 y 1, por ejemplo: pueden ser mitad 0 y mitad 1 o un cuarto de 1 y tres cuartos de 0, esto es gracias a la mecánica cuántica y sus propiedades de superposición y el entrelazamiento, como se muestra en la siguiente figura:

                                                             

                          Figura n°3: átomo con dos orbitales simulando el comportamiento de un qubit.

     De esta forma se busca aplicar la mecánica cuántica a la computación y así utilizar los qubits para crear nuevos algoritmos que funcionaran de forma más eficiente y rápida. Aprovechando las propiedades de superposición y entrelazamiento de los qubits, y así requerir menos recursos computacionales, de este modo, esta tecnología traerá una nueva era tecnológica. Pero que puede ser tanto positiva como negativa como indica.

     Peco R. (10/10/2019): En cualquier caso, los ordenadores cuánticos abren poco a poco una nueva era en la computación. Los cálculos que    realizan están a años luz de lo que hoy pueden alcanzar incluso los ordenadores más potentes. Esto abre las puertas a cosas sumamente positivas: como realizar simulaciones de gran exactitud de la evolución del clima, facilitar la cura de enfermedades como el cáncer y muchas otras cosas que ni tan siquiera hoy somos capaces de imaginar. Pero lo cierto es que estos costosos ordenadores también van a proporciona un poder enorme a los que los posean. De hecho, quién logre disponer del primer ordenador cuántico que opere de forma estable, tendrá a su disposición una ventaja como la que supuso en el terreno militar la creación de la bomba atómica por Estados Unidos. Recuperado de https://www.lavanguardia.com/tecnologia/20191010/47885066483/informatica-cuantica-ordenador-cuantico-internet-peligros-seguridad-encriptacion-bitcoin.html

     De modo podemos concluir que la computación cuántica puede mejorar muchas ramas de investigación y áreas profesionales como las menciona Marcos Allende López (15/08/2019) en “La promesa de una nueva era tecnológica: la era cuántica”, las cuales son las áreas de: la meteorología, la medicina, la telecomunicación y la computación.  Siendo la computación cuántica capaz de resolver diferentes cálculos computacionales de manera más óptima y utilizar mucha menos energía y recursos que la computación actual.  Pero viendo su parte negativa es que esta tecnología podría darle al primero que la consiga un poder sobre la tecnología actual y podría ser utilizada con otros propósitos como robar información o robos en cuentas digitales, por qué podría desencriptar nuestra información ya que no habría al principio seguridad en internet contra es te tipo de tecnología. Citando a Carl Sagan (1995): “los temibles poderes tecnológicos estarán en manos de unos pocos y nadie que represente el interés público se podrá acercar siquiera a los asuntos importantes; (p.35).

 Video de Interés:

https://www.youtube.com/watch?v=vwu7UrO5B5M

OTROS ENLACES DE INTERES SOBRE LA COMPUTACION CUANTICA:

Vicente Moret Bonillo (2O13) principios fundamentales de computación cuántica:

Marcos Allende López (2019) ¿Cómo funciona la computación cuántica?:

Ramón Peco (2019) La informática cuántica puede romper la seguridad de Internet y hacerlo inservible:

Carl Sagan (1995) El mundo y sus demonios.

Marcos Allende López (2019) La promesa de una nueva era tecnológica: la era cuántica: