Así es la nueva computadora cuántica alemana

Hace apenas unos días la canciller alemana Angela Merkel participó en la inauguración de la computadora cuántica Q System One.

Esta computadora fue desarrollada por la empresa de tecnología IBM, colaboración con la Fraunhofer-Gesellschaft: una organización de investigación y desarrollo alemana, que está formada por la asociación de más de 70 institutos especializados en diversas áreas de la ciencia. 

Esta nueva computadora cuántica no es única en su tipo: existen otras que IBM ha  instalado en EE. UU., pero sí es la primera de esta empresa en otro país.

Por supuesto esta es una buena noticia para las áreas de investigación y desarrollo en Alemania, pero también para el mundo, pues quiere decir que esta tecnología cada vez está más cerca de nosotros.

Silicio para calcular

Las computadoras convencionales funcionan con operaciones lógicas que se basan en el sistema binario, que solo utiliza unos y ceros.

Los circuitos de una computadora tienen interruptores que dejan o no dejan pasar la corriente eléctrica: uno quiere decir que pasa la corriente eléctrica, cero que no pasa.

Los interruptores de computadoras son transistores: dispositivos semiconductores de silicio, que pueden crear esos estados binarios 1 y 0, al interrumpir o permitir el paso de la corriente eléctrica.

Las combinaciones entre esos dos estados, hacen posible realizar desde una suma en una calculadora de bolsillo, hasta que tú puedas estar leyendo este texto ahora.

La velocidad de una computadora depende de qué tantas operaciones puede realizar en un segundo, pero aunque existen supercomputadoras que son muy rápidas, el hecho de solo tener dos estados para realizar las operaciones, pone un límite a la velocidad.

Qubits

En las computadoras convencionales esa información binaria, son los bits, que solo pueden tener un estado a la vez: 1 o 0.

Pero en una computadora cuántica eso cambia: el equivalente de los bits son los qubits o bits cuánticos.

Por el fenómeno de superposición cuántica un qubit puede tener dos estados a la vez: puede ser 1 y ser 0 al mismo tiempo.

Si unimos dos qubits tendremos la posibilidad de cuatro combinaciones diferentes: eso quiere decir que la velocidad o capacidad de cómputo se incrementa comparada con la de una computadora convencional.

Así es: computadora cuántica tiene la posibilidad de hacer más operaciones en menos tiempo.

Para qué sirve una computadora cuántica

Esto hace posible que una computadora cuántica sea una supercomputadora, porque además la capacidad de cómputo no crece de forma lineal, sino exponencial.

Y sus aplicaciones por supuesto están en el ámbito académico, pero también en la industria, en áreas donde es importante evaluar muchas posibilidades que requieren tiempos de cómputo muy largos en equipos convencionales: como en el diseño de nuevos fármacos para tratar enfermedades.

¿Entonces por qué no todos tenemos ya estas computadoras superpoderosas? Porque antes de ponerlas a nuestro servicio a resolver problemas, primero debemos resolver el problema de su diseño.

La superposición de estados cuánticos es un fenómeno muy delicado, en el que cualquier agente externo puede interferir.

Mantener esa superposición requiere condiciones muy controladas de temperatura y también de aislamiento.

La Q System One funciona con 20 qubits que están aislados de perturbaciones externas en un cubo de vidrio de 2.7 metros.

Además para mantener los estados cuánticos de entrelazamiento, que la computadora trabaje a temperaturas bajísimas: unos grados arriba del cero absoluto, alrededor de -270 °C.

Así que por ahora, aunque la computación cuántica sea una realidad, no esperen tener pronto en su escritorio una computadora de este tipo.