Los ordenadores cuánticos realizarán en minutos simulaciones que hoy tardarían millones de años

Juan Ignacio Cirac Sasturaín, director del alemán Max Planck de Óptica Cuántica y Premio Príncipe de Asturias de Investigación Científica y Técnica promete revolucionar en medio siglo todas las disciplinas científicas al desarrollar superordenadores con aplicaciones difíciles de imaginar en la actualidad.

Según el científico, los ordenadores de hoy en día cubren casi todas las necesidades personales del usuario, (jugar, usar el correo o algunas gestiones), sin embargo hay ordenadores que hacen cálculos impresionantes así como simulaciones para predecir el tiempo o conocer las reacciones químicas que puede provocar un fármaco.

Es por eso que se necesitan ordenadores muchos más veloces que los actuales, para resolver grandes problemas en menos tiempo.

A medida que evoluciona la tecnología, aumenta la escala de integración y caben más transistores en un espacio, así se fabrican microchips cada vez más pequeños, y es que, cuanto más pequeño es, mayor velocidad de proceso alcanza el chip. Sin embargo, no podemos hacer los chips infinitamente pequeños. Hay un límite en el cual dejan de funcionar correctamente. Cuando se llega a la escala de nanómetros, los electrones se escapan de los canales por donde deben circular. Esto se debe al bien conocido efecto túnel.
La idea de computación cuántica sugiere trabajar a nivel de cuanto. En la computación digital, un bit sólo puede tomar dos valores: 0 ó 1. En cambio, en la computación cuántica, intervienen las leyes de la mecánica cuántica, y la partícula puede estar en superposición coherente: puede ser 0, 1 y puede ser 0 y 1 a la vez. Eso permite que se puedan realizar varias operaciones a la vez, según el número de qubits (equivalente a los bits en la informática que conocemos).
El número de qubits indica la cantidad de bits que pueden estar en superposición. Con los bits convencionales, si teníamos un registro de tres bits, había ocho valores posibles y el registro sólo podía tomar uno de esos valores. En cambio, si tenemos un vector de tres qubits, la partícula puede tomar ocho valores distintos a la vez gracias a la superposición cuántica. Así un vector de tres qubits permitiría un total de ocho operaciones paralelas. Como cabe esperar, el número de operaciones es exponencial con respecto al número de qubits. Para hacerse una idea del gran avance, un computador cuántico de 30 qubits equivaldría a un procesador convencional de 10 teraflops (millones de millones de operaciones en punto flotante por segundo) cuando actualmente las computadoras trabajan en el orden de gigaflops (miles de millones de operaciones).