Computación Cuántica, cómo funciona y sus aplicaciones...
La computación cuántica se ha convertido en una de las principales aplicaciones de la física cuántica.
Física cuántica, una de las áreas más exitosas de la ciencia moderna... Describe la forma en que nuestro mundo funciona en el nivel más fundamental.
En este artículo veremos de forma clara algunos conceptos necesarios sobre el tema y comprender por qué grandes compañías como Google o IBM vienen trabajando en esta materia.
Los ordenadores cuánticos
Los ordenadores cuánticos tienen el potencial de resolver algunos de los problemas más complejos del mundo que están fuera del alcance de los superordenadores más potentes de la actualidad.
Las computadoras cuánticas no van a sustituir a las computadoras clásicas, pero su modo de funcionamiento es radicalmente diferente, lo que les permite realizar cálculos que los ordenadores clásicos no pueden hacer.
Diferencias entre un ordenador cuántico y ordenador normal
Veamos en qué se diferencian...
Un ordenador normal o clásico codifica la información en bits y cada bit puede representar un 0 o un 1. Estos ceros y unos actúan como interruptores de encendido y apagado que, en última instancia, se traducen en funciones de cálculo.
Para realizar un cálculo simple, como resolver un laberinto, un ordenador clásico probaría cada ruta posible (de uno en uno) para encontrar la correcta.
Al diferencia de los ordenadores clásicos tienen bits... los ordenadores cuánticos tienen cúbits (qubits o bits cuánticos).
Los qubits utilizan dos principios clave de la física cuántica: la superposición y el entrelazamiento.
Los cúbits (superposición y entrelazado)
Superposición significa que cada qubit puede representar un cero, un uno o ambos al mismo tiempo. Y el entrelazamiento ocurre cuando dos qubits en una superposición están correlacionados el uno con el otro, lo que significa que el estado de uno, ya sea un 0 a 1 o ambos, depende del estado del otro.
Usando estos dos principios... los qubits puede actuar como una versión mucho más sofisticada de ceros y unos.
Ayudando a los ordenadores cuánticos a resolver problemas difíciles que son virtualmente imposibles usando un ordenador normal.
Funcionamiento de las computadoras cuánticas
Para ilustrar cómo esto hace que los ordenadores cuánticos sean más potentes...
Tomemos como ejemplo un ordenador clásico de "n" bits, donde "n" representa el número de bits. Puede representar y examinar sólo un estado del sistema a la vez.
Sin embargo, una computadora cuántica tendría el poder de representar 2 a la potencia de: N estados del sistema, y realizar operaciones paralelas en todos esos estados a la vez.
Esto significa que cada vez que se añade un qubit más a un ordenador cuántico, el número de estados que pueden representar y examinar aumenta en gran manera.
De modo que una máquina cuántica de 50 cúbitos podría examinar dos a la potencia de 50 estados a la vez.
Este aumento exponencial de potencia junto con el entrelazamiento de qubits es lo que permite a los ordenadores cuánticos resolver ciertos problemas de forma mucho más eficiente.
Mientras que una computadora clásica resuelve un problema como un laberinto: probando cada posible ruta de una en una...
Una computadora cuántica usa su estado cuántico enredado para encontrar la ruta correcta más rápido y con menos cálculos.
Míralo de esta manera....
Las tecnologías que actualmente se ejecutan en computadores clásicos pueden encontrar patrones e ideas enterradas en grandes cantidades de datos existentes.
En cambio, los computadores cuánticos ofrecerán soluciones allí donde los patrones no se pueden ver porque no existen suficientes datos o porque las posibilidades de descubrir una respuesta óptima son demasiado grandes para ser procesadas por un ordenador clásico.
Aplicaciones de la computación cuántica
Las computadoras cuánticas podrían llevarnos al descubrimiento de nuevos medicamentos y materiales, ayudándonos a desenmarañar las complejidades de las interacciones moleculares y químicas.
Podrían ayudar al sector de los servicios financieros a realizar mejores inversiones, encontrando nuevas formas de modelar los datos financieros y aislar los principales factores de riesgo a nivel mundial.
Incluso podrían transformar la cadena de suministro y la logística encontrando rutas óptimas a través de los sistemas globales.
Conclusión
La computación cuántica no reemplazará a nuestros computadores y teléfonos inteligentes cotidianos, pero su capacidad para resolver problemas complejos abrirá un nuevo universo de información que transformará nuestra visión del mundo y nuestra forma de navegar.
