El salto cuántico [Marzo 2007]

En marzo de 2007 se anunciaba la presentación en sociedad del primer ordenador cuántico, algo que no se esperaba hasta dentro de más de dos décadas y que está llamado a sustituir la tecnología que usamos en la actualidad transformando radicalmente nuestro mundo y dando paso a un nuevo estadio evolutivo con una potencia de cálculo casi infinita, universos paralelos y teleportación.

[Artículo publicado en marzo de 2007]

En unos días puede producirse un acontecimiento histórico, equivalente al descubrimiento de la electricidad o a la invención del transistor. Un punto de inflexión en la historia del que hablarán las generaciones venideras y de la que nosotros apenas somos capaces de vislumbrar el infinito abanico de posibilidades que abrirá tras de sí. Hablamos del salto cuántico, la aplicación de las propiedades subatómicas a la vida cotidiana, el sueño de Einstein, Heisenber o Schrödinger hecho realidad. Y es que una empresa canadiense afirma que en pocos días lanzará lo que ellos han dado en llamar la primera computadora cuántica de la historia. Una noticia que podría haber pasado desapercibida dentro del cúmulo de información que nos bombardea diariamente si no fuera porque, como se confirme, estaremos dando un salto de 20 o 30 años en el futuro. Y eso como poco.

La tecnología moderna está basada en la física tradicional que define sus parámetros y establece sus límites. De ahí que, por ejemplo, ya se sepa con bastante seguridad cuál será el techo tecnológico teórico al que podremos llegar (estamos muy cerca) por el mero hecho de que viene circunscrito a la física Newtoniana. Por ello, desde hace algún tiempo se viene especulando acerca de la necesidad de un cambio radical en los cimientos mismos de la tecnología moderna, una transformación tal que nos permita sortear los obstáculos impuestos, lanzándonos así a un nuevo ciclo evolutivo. Y la llave de esa revolución parece que la tienen los ordenadores cuánticos.

La computación cuántica es una parte de la reciente teoría cuántica de la información: mezcla entre la mecánica cuántica (aquélla que tiene en cuenta las partículas elementales como el átomo) y la teoría de la información. La clave está en la superposición cuántica, uno de los puntos más revolucionarios (y difíciles de entender) que establece la existencia de todos los resultados simultáneos en distintos universos paralelos de los que al final se “escoge” el adecuado (durante el colapso del estado cuántico). También está la paradoja EPR (Einstein, Podolski, Rosen) en la que se ha probado de forma experimental la interactividad dinámica entre dos átomos separados por una distancia X, lo que puede traducirse como una comunicación más rápida que la velocidad de la luz, o incluso la teleportación.

La principal diferencia entre un ordenador normal y uno cuántico es que, mientras el primero maneja bits, el segundo utiliza bits cuánticos o qubits (quantum bits) capaces de almacenar dos estados simultáneos a la vez (mediante superposición cuántica) lo que los hace mucho más rápidos que los actuales que almacenan de forma binaria un “1” o bien un “0”. Una analogía bastante acertada sería un ordenador realizando mil procesos o mil ordenadores realizando el trabajo simultáneamente en paralelo. Obviamente la segunda opción aumenta exponencialmente la velocidad, algo muy similar a lo que apuntará un ordenador cuántico. Así, será capaz de descifrar todos los códigos secretos del mundo, aunque también permitirá crear sistemas indescifrables que protegerán la información codificada destruyéndola si fuera interceptada por terceros, y acelerará de forma exponencial el acceso a las bases de datos. La potencia de procesado facilitará avances en campos como la medicina o la estadística (¿quizás pudiendo vaticinar el tiempo que hará durante los próximos años?), mejorará los sistemas de comunicación y seguridad y quizás hasta permita teletransportar de forma instantánea objetos y hasta seres humanos de un lugar a otro. No, no es ciencia ficción. Sólo es física cuántica.

Sin embargo, la implementación de este proceso de forma práctica en una máquina “real” sigue siendo hoy por hoy una utopía, ya que debe ser un sistema exento de chips, constituido por átomos individuales que llevarán a cabo todos los cálculos, y controlar estos átomos es todo un desafío. De hecho, hasta hoy un ordenador cuántico consistía en un inmenso laboratorio con una cámara al vacío especialmente adaptada con lásers y lentes microscópicas, que apenas era capaz de manejar unos pocos qubits. Algo similar a lo que ocurría en los años 40 con la famosa máquina ENIAC que ocupaba la planta entera de un edificio y sólo podía realizar sumas y restas básicas.

Por lo pronto, D-Wave, la empresa de la Columbia Británica causante de este revuelo, ha prometido realizar una demostración de este ordenador cuántico en los próximos días (quizás ya lo haya hecho para cuando estés leyendo este artículo) y será capaz, según aseguran sus responsables, de realizar 64.000 cálculos a la vez en “universos paralelos”. De momento dispone solo de 16 qubits, pero sistemas con cientos de qubits serán capaces de procesar más entradas que número de átomos existen en el universo.

Tendremos que esperar a próximos acontecimientos para desvelar el misterio y comprobar si el primer ordenador cuántico es una realidad palpable y finalmente se convierte en el primer eslabón de la era cuántica. Conviene ser muy cauto y realista porque, al ritmo que avanza la tecnología, adelantarse 20 años sería todo un hito.

ARTÍCULO
Velásquez Espinel, Nicolás. El salto cuántico. Revista Solo Programadores, Nº 147, Marzo 2007, pág. 12-13