Breve introducción al cómputo cuántico
Max Planck, un científico alemán del siglo XX, es considerado el padre de la mecánica cuántica. Esta rama de la física describe las interacciones de la materia y la energía a nivel subatómico, donde las fuerzas que consideramos tradicionalmente no aplican de la manera esperada. El propio Albert Einstein se mantenía escéptico de que la mecánica cuántica contara con alguna aplicación en el mundo real, la tecnología actual no sólo ha mostrado la veracidad de dicha teoría, sino que ha encontrado aplicaciones reales a los múltiples principios que la componen. Una de estas aplicaciones es la computación cuántica.
La computación tradicional utiliza el lenguaje binario, compuesto de ceros y unos. Estos ceros y unos se convierten en bits, que es lo que utilizan las computadoras tradicionales para almacenar información. La computación cuántica, por otra parte, trabaja con bits cuánticos (qbits por su notación en inglés), que están compuestos de ceros, unos o los dos al mismo tiempo. Esto es posible debido a la aplicación de uno de los varios principios que utiliza la computación cuántica. El principio de la superposición explica que es posible que dos estados que normalmente se describirían independientes, estén combinados (de ahí que pueda haber cero y uno al mismo tiempo). En el principio de entrelazamiento, dos partículas se comportan como un sistema, aunque no estén relacionadas de maneras evidentes. El principio de tunelización posibilita pasar una barrera realizando un salto en lugar de subiéndola y bajándola.
La computación cuántica, por otra parte, trabaja con bits cuánticos (qbits por su notación en inglés), que están compuestos de ceros, unos o los dos al mismo tiempo.
Imagine a un viajero que busca encontrar el valle más bajo en un territorio montañoso. Los sistemas clásicos buscarían el valle más bajo colocando al viajero en algún punto y permitiéndole moverse según las variaciones locales. Si bien es generalmente más eficiente moverse cuesta abajo y evitar escalar colinas que son demasiado altas, los sistemas clásicos podrían llevar al viajero a valles que pueden no ser el valle más bajo. Se requerirían numerosas pruebas, con muchos viajeros que comienzan sus viajes desde diferentes puntos para eventualmente encontrarlo.
Por el contrario, un sistema cuántico comenzaría con un viajero que simultáneamente ocupa muchas coordenadas (gracias a la superposición). El principio de tunelización permitiría al viajero atravesar colinas, en lugar de verse obligado a escalarlas, lo que reduce la posibilidad de quedar atrapado en valles que no sean el más bajo. El entrelazamiento cuántico mejora aún más el resultado al permitir al viajero descubrir correlaciones entre las coordenadas que conducen a valles bajos (aunque no estén juntos).
De esta forma, usando los principios cuánticos, es posible alcanzar una solución, en mucho menos tiempo, y optimizando los recursos. Empresas como IBM, Google y Alibaba son pioneras en el tema, siendo IBM la primera en lanzar una computadora cuántica comercial, que aunque con limitaciones, se espera un día substituya a las computadoras tradicionales.
