Científicos de la Universidad de Maryland han logrado crear el primer ordenador cuántico programable, una característica que no se había conseguido hasta la fecha. El dispositivo, que emplea cinco bits cuánticos o qubits, podría ser escalado hasta alcanzar dimensiones más grandes, según explican los investigadores en un trabajo publicado en Nature, aunque esta posibilidad no ha sido demostrada todavía.
El primer ordenador cuántico programable resuelve operaciones matemáticas en un único paso
El equipo desarrollado por Shantanu Debnath se basa en una de las arquitecturas cuánticas más antiguas, que fue ideada en 1995 gracias a los trabajos del físico español Juan Ignacio Cirac y el austriaco Peter Zoller. Los bits cuánticos se almacenan en iones atómicos individuales que se encuentran "atrapados" en línea gracias al uso de campos magnéticos y potentes láseres. Los iones se comportan como un pequeño cristal, de manera que se pueden controlar las vibraciones de forma precisa y así provocar que los iones queden entrelazados.
Este entrelazamiento permite el funcionamiento del ordenador cuántico, un dispositivo que, en palabras de Cirac: "resuelve los mismos problemas que los ordenadores usuales, lo que pasa que mucho más rápido". En lugar de utilizar las reglas de los computadores habituales, como ceros y unos, puertas lógicas o combinación de puertas lógicas, funcionan con las normas de la física cuántica. Esto les permite trabajar a mayor velocidad y, sobre todo, resolver problemas con una gran eficiencia. El reto, según explicó Cirac a Hipertextual, es que no existe todavía un ordenador cuántico real, sino que sólo contamos con pequeños prototipos.
El ordenador cuántico diseñado en Estados Unidos no deja de ser un minúsculo prototipo, similar a los creados por Google o IBM. Su procesador le permite resolver algoritmos simples, de una forma más lenta incluso que la de los computadores convencionales. Los resultados de este trabajo, sin embargo, ofrecen conclusiones muy importantes acerca del rendimiento de un ordenador cuántico.
El diseño del ordenador cuántico se basa en una arquitectura propuesta por Juan Ignacio Cirac y Peter Zoller en 1995
Según los resultados publicados en Nature, algunos de estos algoritmos utilizan efectos cuánticos para calcular operaciones matemáticas en un simple paso, mientras que un computador tradicional necesitaría de varias operaciones. Asimismo, los qubits se almacenan en cinco iones atrapados y pueden ser manipulados mediante láseres, además de ser reconfigurados sin manipular el hardware.
El estudio muestra también una eficacia del 98% a la hora de llevar a cabo estas operaciones. "El próximo reto de estas tecnologías es demostrar que la corrección del error cuántico puede llevar las tasas de error de la computación a niveles insignificantes". Tanto este ordenador cuántico basado en la arquitectura de Cirac y Zoller, como dispositivos creados a partir de otros diseños, tienen el potencial de ser escalados y cambiar la computación. Será cuestión de tiempo que lo logren.