Ordenador cuántico

Ordenador cuántico
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Ordenador cuántico. Ordenador que aprovecha algunos de los fenómenos casi místicos de la mecánica cuántica para lograr grandes aumentos de potencia de procesamiento. Las máquinas cuánticas prometen superar incluso a los superordenadores tradicionales más poderosos, un hito conocido como Supremacía Cuántica. El secreto del poder de un ordenador cuántico reside en su capacidad para generar y manipular los bits cuánticos o cúbits

Cómo es un ordenador cuántico

Para saber que es un ordenador cuántico primeramente hay que saber que es un sistema cuántico. Un sistema cuántico es aquel en que los estados de sus partículas (o elementos) no son predecibles con certeza. Si tú dejas caer verticalmente una moneda y sabes su masa, el tiempo que tarda en llegar al suelo y la distancia hasta el suelo, puedes saber la aceleración a la que está sometida. Si repites el mismo experimento bajo las mismas condiciones, te van a salir resultados muy parejos entre sí (g=9.81 m/s^2 en la superficie terrestre).

Qué usa un odenador actual

Los ordenadores actuales usan Bits: un flujo de pulsos eléctricos u ópticos que representan unos o ceros. Todo el mundo digital, desde los tuits y correos electrónicos a las canciones de iTunes y vídeos de YouTube son en esencia largas cadenas de ceros y unos.

Qué usa un odenador cuántico

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Los ordenadores cuánticos usan Cúbits, partículas subatómicas como Electrones o Fotones. Generar y manejar los cúbits es un enorme desafío científico y de ingeniería. El enfoque de algunas compañías, como IBM, Google y Rigetti Computing, se basa en circuitos superconductores enfriados a temperaturas más bajas que el espacio profundo. Otras empresas, como IonQ, atrapan átomos individuales en los campos electromagnéticos en un chip de silicio en una cámara de vacío ultra alto. En ambos casos, el objetivo es aislar a los cúbits en un estado cuántico controlado.
Los cúbits tienen algunas propiedades cuánticas peculiares que logran que un grupo de ellos sea capaz de proporcionar mucha más potencia de procesamiento que la misma cantidad de bits binarios. Una de esas propiedades es la superposición y la otra se denomina entrelazamiento cuántico.

Relacion qubit y bit

Aquí es donde reside el gran potencial de cálculo de los ordenadores cuánticos.
La relación qubit: Aumenta exponencialmente.
La relación bit: Lo hace linealmente.
Esto es, a partir de cierto número de qubits la capacidad de cálculo del ordenador cuántico se dispara respecto a la de un ordenador tradicional o clásico.

Ordenadores cuánticos en la actualidad

Las grandes empresas de tecnología están desarrollando sus propios ordenadores cuánticos. Empresas como IBM, Intel y Google mantienen una especie de carrera por conseguir hacer viable un ordenador de estas características. La potencia de cálculo se basa en la cantidad de qubits que son capaces de manejar y ya hemos podido ver algunos modelos como Sycamore, el de Google, que con una capacidad de 54 qubits ha podido realizar un cálculo que un ordenador normal tardaría 10000 años en realizar, en tan solo 200 segundos. Intel, por otro lado, ha mostrado este mismo año 2020 su primer chip de control cuántico, Horse Ridge, surgido mediante una colaboración entre otras dos empresas del sector. Este chip permite la integración de procesadores cuánticos de hasta 128 qubits. Por otro lado, D-Wave ha propuesto a investigadores que utilicen sus ordenadores cuánticos para la lucha contra el Covid-19.
Visto todo lo anterior, terminamos preguntándonos si un ordenador cuántico puede reemplazar a un ordenador clásico. La Computación cuántica comienza desde una base diferente a la clásica, su funcionamiento es radicalmente distinto y esto conlleva desarrollar una estructura que soporte todo este nuevo sistema de computación. Es necesario desarrollar algoritmos completamente nuevos para la resolución de problemas en ordenadores cuánticos, y por ello a corto o medio plazo no se prevé que reemplacen a los actuales. Es más, los ordenadores cuánticos que hay a día de hoy son capaces de resolver problemas muy concretos, no tienen nada que hacer frente a los tantos años de desarrollo que llevamos con la Computación clásica, por lo que no, de momento no cabe imaginarlos en nuestras casas. A corto o medio plazo no se espera que sean útiles para la población de a pie, pero sí para investigaciones que requieran de cálculos interminables para los ordenadores normales.

Fuentes

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