¿Qué es y para qué sirve la computación cuántica?

Hay expertos que opinan que la computación cuantica es la revolución de la revolución. Y no les falta razón, porque la física cuántica aplicada a la programación informática otorga una dimensión de resultados aún desconocidos. Hoy por hoy programar, de momento, se basa en la variable de utilizar cero y uno. ¿Pero el 0 existe o no existe? Qué es y para qué sirve esta computación tiene sus raíces en la física cuántica. Vamos a explicarlo en detalle.

El paradigma de la computación cuántica

Planck y Einstein, hace más de un siglo, proponen que la luz no está formada por ondas continuas, sino que la radiación electromagnética se divide en pequeñas unidades de energía que denominan quantos. Sin entrar en más detalles, lo sorprendente de aquella idea relacionado con nuestra realidad de hoy, se basa en la superposición de estados y el entrelazamiento de la materia y la energía.

Una computadora «clásica», como la que ahora puede que tengas en tus manos, tiene como unidad básica el bit. Con él se opera solo en dos estados posibles, 0 o 1. Así se llevan a cabo todo tipo de operaciones binarias. Podemos ir juntando n Bits, pero estamos limitados, ya que podemos alcanzar distintos niveles hasta la variable 2^n. Pues bien, trabajar con bits cuánticos, oCúbits, significa que podemos superponer y entrelazar esas limitaciones, haciendo que podamos tener varios estados al mismo tiempo.

Dicho de un modo más sencillo, un cúbit​​ o bit cuántico, es la unidad mínima de este sistema de computación. No solo representa ambos estados binarios, 0 y 1 al mismo tiempo, sino también todos los estados intermedios. Si el bit digital que conocemos fuese una moneda, al girarla sobre una mesa y observándola con el cúbit, nunca sabríamos si el resultado es cara o cruz. Son todos y ninguno, al unísono.

No tiene un valor de 0 o 1, sino que puede ser un 1 en un 70 % y un 0 en un 30 %, midiéndolo con la tecnología de la informática actual. El problema surge precisamente al intentar interpretarlo con la computación convencional: el valor de un dígito se pierde al medir el nuevo valor cuántico. Cuando se intenta hacerlo, ya se ha modificado. Está en otro estado.

No es magia, es el final de la filosofía cartesiana y la física newtoniana, y la nueva frontera que marca el paradigma de la mecánica cuántica.

¿Para qué sirve una computadora programada en cúbits?

En primer lugar, para inspirar la imaginación hasta límites que ni tan siquiera hubiéramos podido soñar. Un estudio publicado por la prestigiosa revista Nature en la Universidad de California cuenta que una computadora cuántica superó sin la mínima dificultad al superordenador más grande del mundo. En menos de cuatro minutos solventó una tarea que el computador convencional hubiera empleado 10 000 años para resolverlo.

Otro buen ejemplo de potencia basado en cúbits, es el que IBM ha demostrado recientemente. Modelar en nueve horas una molécula de LiH (hidruro de litio) mediante un software cuántico, cuando habitualmente se emplean 45 días para llevar a cabo este proceso técnico.

Hoy en día, la computación cuántica ya ejecuta cálculos de enorme complejidad, y resuelve problemas de optimización y clasificación imposibles para la informática conocida. Una tecnología disruptiva que ya emplean los sectores financieros, farmacéuticos, aeronáuticos, los gigantes de la comunicación, e incluso la química y la medicina.

En resumen, la computación cuántica no es ninguna fantasía. Es un presente imparable. El 87 % de las empresas según Forbes 1000, reconocen que van a implementar en sus negocios la mayor parte de sus aplicaciones en los próximos años. Albert Einstein tenía razón: «Nunca pienso en el futuro. Llega demasiado pronto».