Bienvenidos al futuro: la computación cuántica

Entender el mundo microscópico nos permite -y sobre todo permitirá- diseñar tecnologías que serán capaces de producir avances cualitativos en el tratamiento de la información. Por otro lado, esta revolución traerá también nuevos desafíos en cuanto a seguridad.

Revisado y aprobado por la psicóloga Gema Sánchez Cuevas.

Escrito por Patricia Grande Yeves

Última actualización: 29 mayo, 2020

La transformación tecnológica ha dado lugar a un mundo que se mueve a gran velocidad. Un mundo en el que la alfabetización digital ya se entiende como un área necesaria para abordar las brechas de desarrollo económico y social. En resumen, vivimos en una sociedad en la que los avances tecnológicos son clave para el progreso.

Hoy en día, prácticamente todo lo que realiza un ordenador está basado en el sistema binario, es decir, series de ceros y unos. Sin embargo, estos dígitos no pueden ser combinados para almacenar información o procesarla.

Con base en esta idea, muchos científicos llevan tiempo intentando dar el próximo salto: la computación cuántica. Se dice que en los próximos años pasaremos de vivir en la era digital a vivir en la era cuántica, una ola tecnológica capaz de transformar todos los modelos existentes.

En este artículo, analizaremos qué es este concepto y las ventajas que tendría esta tecnología de gran potencial disruptivo que pondría fin a la era tecnológica.

Conceptos básicos para entender el concepto

A lo largo de la historia, el ser humano ha estudiado el funcionamiento de la naturaleza a través de la ciencia, desarrollando así nuevas tecnologías. A principios del siglo XX, el estudio de determinados fenómenos físicos dio lugar a la creación de la mecánica cuántica, que explica el funcionamiento del mundo microscópico.

Gracias a estos avances, se descubrió que el mundo microscópico funciona de forma contra intuitiva. Es decir, se trata de un mundo en el que se dan sucesos completamente distintos a aquellos que ocurren en el mundo macroscópico. De estos sucesos destacamos:

• La superposición cuántica. Proceso que describe cómo una partícula tiene la capacidad de encontrarse en varios estados al mismo tiempo.
• El entrelazamiento cuántico. Dos partículas separadas pueden estar relacionadas de manera que, al interactuar, la otra se entera.
• El teletransporte cuántico. Utiliza el entrelazamiento cuántico para poder enviar información de un lugar a otro, sin necesidad de desplazarse.

Las tecnologías cuánticas estarían basadas en estos principios cuánticos que presenta la naturaleza subatómica. De este modo, el entendimiento del mundo microscópico nos permite diseñar tecnologías que serán capaces de mejorar la vida de las personas.

¿Qué es la computación cuántica?

Como ya hemos mencionado, la computación clásica funciona en lenguaje binario. Cada vez que interactuamos con un dispositivo se crean, modifican o destruyen cadenas de ceros y unos dentro de la computadora: los bits.

La computación cuántica usa como unidad fundamental de información el qubit. Los qubits, a diferencia de los bits, pueden estar en cualquiera de los estados infinitos intermedios entre el 0 y el 1. Este fenómeno se conoce como superposición cuántica.

Así, hemos de destacar que este cambio de sistema no haría que las computadoras cuánticas hiciesen lo mismo que las actuales, pero más rápido, sino que estos algoritmos permiten realizar operaciones de forma totalmente diferente. Por ejemplo, un computador cuántico podría romper toda la criptografía utilizada hoy en día.

¿Por qué es importante la computación cuántica?

Hay ya algunas tecnologías que utilizan fenómenos cuánticos, como el láser o las imágenes por resonancia magnética. Mayores avances en esta tecnología tendrán una influencia transversal en prácticamente todos los sectores. Por ejemplo, la computación cuántica amenazará la autenticación, intercambio y el almacenamiento seguro de los datos, teniendo un impacto muy relevante en la ciberseguridad o el blockchain.

Sin embargo, también se podría impulsar la inteligencia artificial, proporcionar un mayor secreto en las comunicaciones militares o permitir a los submarinos navegar sin depender de las señales de los satélites. La industria química podría utilizar esta tecnología para el diseño de nuevos fármacos y materiales, igual que para simular reacciones de componentes físicos. El sector logístico podría mejorar la distribución de mercancías.

Así, si la promesa de los computadores cuánticos se materializa, seremos la primera generación en experimentar un salto inaudito en la capacidad de cálculo. Por ahora, hay una gran inversión en los laboratorios.

A nivel gubernamental existe mucho interés; en 2017, Estados Unidos invirtió 241 millones de dólares en computación cuántica y China y Europa han impulsado iniciativas que rondan los 1.100 millones de dólares. Es un sector tecnológico en el que todas las potencias desean estar bien situadas.

No obstante, los ordenadores cuánticos aun siguen siendo difíciles de construir, alojar y programar. A pesar de que en el mercado hay varios modelos de ordenadores cuánticos, aún no se ha desarrollado ninguno que supere a los ordenadores clásicos. De este modo, todavía se sigue luchando por conseguir la “ventaja cuántica”.