La computación cuántica llega a los negocios y la ciencia

La empresa tecnológica IBM lanzó hace año y medio un prototipo de ordenador cuántico llamado IBM Q Experience que tenía 5 cúbits o bits cuánticos. Hace sólo unos meses, presentaron un segundo dispositivo con 16 cúbits de información. Ahora, la compañía estadounidense ha anunciado la construcción y prueba de dos ordenadores cuánticos para el mercado comercial de negocios e investigación, con 20 y 50 cúbits, respectivamente.

El de 20 cúbits llegará al mercado a finales de este año, según informa IBM. Esto supone cuadruplicar la potencia en sólo 18 meses. El prototipo que alcanza los 50 cúbits será la base de los futuros sistemas de IBM Q, una iniciativa industrial comercial creada en mayo pasado «para fabricar ordenadores cuánticos universales disponibles comercialmente para los negocios y la ciencia». La idea es poner a disposición de la gente el uso de ordenadores cuánticos desde casa, universidad o laboratorio de investigación.

La nueva máquina de 20 cúbits tiene el doble de tiempo de coherencia, un promedio de 90 microsegundos, en comparación con generaciones anteriores de procesadores cuánticos con un promedio de 50 microsegundos. También está diseñado para la producción escalar. El prototipo mayor, de 50 cúbits, tiene un rendimiento similar.

Un cúbit​ o bit cuántico (del inglés quantum bit o qubit) es un sistema cuántico con dos estados propios y que puede ser manipulado arbitrariamente. Solo puede ser descrito correctamente mediante la mecánica cuántica, ya que tiene dos estados bien distinguibles mediante medidas físicas. También se entiende por cúbit la información que contiene ese sistema cuántico de dos estados posibles. En esta acepción, el cúbit es la unidad mínima y por lo tanto constitutiva de la teoría de la información cuántica. Es un concepto fundamental para la computación cuántica y para la criptografía cuántica, el análogo cuántico del bit en informática.

A principios de noviembre estuvo en Donostia Ariadna Font, directora de AI Challenges y de IBM Quantum Experiences, para intervenir durante el acto del 40 aniversario de la puesta en marcha de los estudios universitarios oficiales de Ingeniería Informática en España, que organizado por la Conferencia de Directores y Decanos de Ingeniería Informática (CODDII), contó con la participación de más de 300 personas.

Font explicó que , gracias a los ordenadores cuánticos y al aumento de la capacidad de cómputo, podemos empezar a simular moléculas y materiales de una forma que es imposible tratar en los ordenadores clásicos.  

Esfera suspendida

Añadió que, a diferencia de los ordenadores actuales, el ordenador cuántico no es una caja, sino una esfera suspendida que acoge en el fondo al microprocesador cuántico, que funciona a una temperatura mucho más fría que la del espacio exterior.

Expuso asimismo que la superposición de estados y el entrelazamiento cuántico son la base de estos ordenadores y que desde IBM se han puesto en marcha diversos experimentos que permiten a cualquier persona enviar problemas a un ordenador cuántico on line.

Por ese sistema, llamado Experiencia cuántica de IBM, se han hecho ya más de un millón de experimentos en los que han participado 50.000 usuarios, añadió  Font. Esta experiencia se está usando ya en varios campos científicos, con mas de 30 artículos científicos publicados, y en particular, está cobrando mucha fuerza en al ámbito educativo superior.

Font augura además que en un futuro en todas las universidades donde se enseña física y computación, incluso en los colegios, se darán clases sobre esta tecnología del futuro.

Concluye por último que, aunque un ordenador cuántico no lo podremos llevar en el bolsillo, no hará falta porque disponemos de la nube, y señala que la informática está atravesando un momento histórico en el que se van a crear nuevas bases de la computación, incluso revisando el concepto básico del bit.

La computación cuántica es un paradigma de computación distinto al de la computación clásica. Se basa en el uso de cúbits en lugar de bits, y da lugar a nuevas puertas lógicas que hacen posibles nuevos algoritmos.

Una misma tarea puede tener diferente complejidad en computación clásica y en computación cuántica, lo que ha dado lugar a una gran expectación, ya que algunos problemas intratables pasan a ser tratables. Mientras que un computador clásico equivale a una máquina de Turing (dispositivo que manipula símbolos sobre una tira de cinta de acuerdo a una tabla de reglas), un ordenador cuántico equivale a una máquina de Turing cuántica.