Te explicamos qué es una procesador cuántico: IBM acaba de presentar uno de 127 qubits

CIUDAD DE MÉXICO.-La mecánica cuántica tiene principios muy interesantes, como superposición y entrelazamiento cuántico.

La superposición cuántica ocurre cuando un objeto "posee simultáneamente" dos o más valores de una cantidad observable.

En la computación clásica, un procesador trabaja con el sistema binario de 0 y 1, de ahí el término digital.

Esos 0 y 1 se llaman bits, y son pequeñas corrientes eléctricas que se producen en los transistores.

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En el universo cuántico esas barreras se derriban, ya que en vez de usar transistores que solo manejan 0 y 1, se usan los bits cuánticos, o qubits, que pueden ser 0 y 1 a la vez, a eso se le conoce como superposición.

Por su parte, el entrelazamiento cuántico -predicho en 1935 por los físicos Albert Einstein, Boris Podolsky y Nathan Rosen- dice que "los estados cuánticos de dos o más objetos se deben describir mediante un estado único que involucra a todos los objetos del sistema, aun cuando los objetos estén separados espacialmente".

Es decir, dos partículas pueden estar alejadas y estar conectados mediante el entrelazamiento cuántico. Lo que le pase a una tendrá repercusión en la otra.

Varios qubits pueden presentar entrelazamiento cuántico. Los qubits entrelazados siempre se correlacionan entre sí para formar un único sistema. Incluso cuando están infinitamente alejados uno de otro, la medición del estado de uno de los qubits nos permite conocer el estado del otro, sin necesidad de medirlo directamente.

El entrelazamiento es necesario para cualquier cálculo cuántico y no se puede realizar de forma eficaz en un equipo clásico. Las aplicaciones incluyen la factorización de números grandes (algoritmo de Shor) y la solución de problemas de búsqueda (algoritmo de Grover).

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Estos principios son los pilares para crear un procesador cuántico, el cual trabajaría de forma muy similar a un procesador normal, pero con ventajas, es decir, mientras un procesador tradicional solo procesa poca información a la vez, el cuántico procesa todas las posibilidades.

Pongamos un ejemplo. Supongamos que estás en un laberinto y tú -actuando como un procesador clásico- tienes que encontrar la salida, solo tienes la opción de 0 y 1 para hallarla. Sin embargo, si actuaras como un procesador cuántico podrías dividirte en una gran cantidad de operaciones y todas buscar la salida a la vez, encontrándola más rápido.

Mientras un ordenador tradicional registra los estados uno a uno, uno cuántico podría procesarlos todos simultáneamente.

Esto permitiría llevar a cabo -a velocidad récord- tareas tan complicadas como encontrar los factores de un número grande, buscar en listas larguísimas, o simular con mucho detalle sistemas complejos como el clima.

IBM presenta Eagle, su procesador cuántico

Eagle, el procesador cuántico de la compañía IBM, trabaja procesando 127 bits cuánticos, o qubits.

Esta potencia es más grande que la computadora cuántica china Zuchongzhi, la cual logró resolver en 3 minutos un problema de generación de números aleatorios en el que los superordenadores clásicos más potentes del planeta habrían invertido 600 millones de años.

Un equipo clásico tardaría millones de años en encontrar los factores primos de un número de 2048 bits. Los qubits podría realizar este cálculo en solo unos minutos.

Para tener una idea, el número de bits clásicos que se necesitan para igualar la potencia de cálculo del procesador de 127 qubits supera el número total de átomos en los más de 7 mil 500 millones de personas vivas en la actualidad, según le reveló Zaira Nazario, responsable técnica de Teoría y Aplicaciones de Computación Cuántica de IBM a El País.

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Todavía no se tiene la tecnología suficiente para que esto pueda suceder. Si bien, la ciencia da pasos agigantados, los requerimientos técnicos para que esto se logre no están al alcance de las manos.

Y es que la infraestructura necesaria para alojar y explotar los qubits es muy complicada, ya que utilizan microondas, trampas de iones o anillos superconductores.

Los ingenieros han tenido que afrontar problemas como la refrigeración del procesador (los qubits necesitan operar en temperaturas cercanas al cero absoluto, -273 grados) o el aislamiento total de su entorno, en tanto que cualquier interacción (como el ruido) puede desestabilizarlos.