La carrera por dominar el mundo de los ordenadores cuánticos está en marcha: un grupo coordinado por el físico de Harvard, antiguo alumno del Moscow Institute of Physics and Technology y cofundador del Centro Ruso de Física Cuántica, Mikhail Lukin se ha desmarcado con éxito al crear una computadora cuántica programable de 51 cúbits.
Esto supone un adelanto increíble en cuanto a la computación cuántica del momento, que todavía está limitada a apenas una decena de cúbits. Aunque los ordenadores cuánticos tienen mucho valor, por el momento la gran mayoría de sus aplicaciones están vedadas debido a su capacidad de almacenamiento de datos mediante bits cuánticos o cúbits. Para que un ordenador sea práctico, explicaba John Martinis en la IV Conferencia Internacional de Tecnología Cuántica, ICQT 2017, en Moscú, hacen falta cientos o miles de cúbits con los algoritmos actuales. Ahora estamos un paso más cerca de conseguirlo.
La carrera cuántica
Numerosos grupos de investigación están "luchando" (casi sin comillas) por ser los primeros en crear un computador cuántico universal. Tanto gobiernos como grandes corporaciones invierten millones de dólares en los proyectos relacionados con este tipo de tecnología. Esto se debe a que, aunque no lo sepamos, las empresas detrás de gran cantidad de objetos tecnológicos con los que trabajamos día a día tienen la esperanza de una profunda revolución en la computación cuántica.
Aunque probablemente nunca llegues a tener un ordenador portátil cuántico, en el futuro cuando te montes en un coche autónomo, o eres diagnosticado de una rara enfermedad en segundos, o sencillamente, envías tus correos con un altísimo grado de cifrado es posible que llegues a usar una computadora cuántica, de forma remota, sin saberlo.
Pero para llegar a este punto --que se comenta, no está tan lejos-- hay que resolver numerosos problemas. Los cúbits, se basan en elementos cuánticos. Es decir, iones, átomos fríos y fotones, por ejemplo. La naturaleza de estos les permite estar en superposición de varios estados. Al contrario que un bit, que sólo puede estar en un estado de ceros o unos (encendido o apgado), los cúbits pueden tener estados propios no limitados al sistema binario, inclusive en superposición cuántica que implica una combinación de varios estados.
Aunque es difícil de comprender, esto permite a las computadoras cuánticos hacer numerosos cálculos simultaneos ya que cuentan con muchas más posibilidades de operar.
Hasta la fecha, lo máximo que se había conseguido era experimentar con un computador cuántico de unas decenas de bits. Por otro lado, el laboratorio cuántico de Google, bajo la coordinación de John Martinis, planea realizar experimentos en un ordenador de 49 cúbits e IBM ya está experimentando con un dispositivo de 17 cúbits. En el caso de Mikhail Lukin, la creación de una computadora cuántica de 51 bits es un tremendo salto en el sector.
Enfriando con láseres
Para poder realizarlo, explicaba Lukin durante la conferencia, emplearon cúbits basados en átomos fríos que se "sostienen" en el aire gracias a la acción de una especie de "pinzas ópticas". Estas no son otra cosa que rayos láser dispuestos de una manera especial para enfriar dichos átomos gracias al poder energético con el que se les "golpea". De esta manera, se puede obtener un conjunto de átomos frios que, mediante sus interacciones cuánticas, son capaces de resolver operaciones. Esto son los cúbits, las unidades de procesamiento de un computador cuántico. Para comprobar el poder de computación de estos cincuenta y un cúbits, Lukin y su equipo han logrado resolver las operaciones que definen el comportamiento de numerosas partículas ligadas. Este modelo supone un problema físico prácticamente imposible de resolver por ordenadores clásicos.
Además, también han conseguido predecir varios efectos físicos que eran completamente desconocidos. Esto quiere decir que el modelo no sólo ha dado resultado, sino que estos van más allá de lo que esperábamos. Estos muestran comportamientos que no esperábamos y que, gracias a la computación cuántica, ahora entendemos, lo que nos ayudará a comprender mejor el comportamiento de las partículas ligadas. El siguiente paso, explicaban durante el congreso, será ampliar la aplicación de este equipo.
Por ejemplo, explicaron, una posible aplicación sería intentar lanzar el famoso algoritmo cuántico de Shor que permitiría romper la mayoría de los sistemas de cifrado basados en RSA existentes.
