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Primera transmisión de sonido utilizando un ordenador cuántico

Primera transmisión de sonido utilizando un ordenador cuántico

Investigadores franceses han conseguido comprimir y difundir un mensaje de audio utilizando un sistema informático cuántico. Lo han hecho con el mensaje del ordenador HAL en “2001 Odisea del Espacio”, en lo que supone el primer paso para convertir el actual sistema MP3, de transmisión de música a través de Internet, en un procedimiento cuántico basado en la superposición de unos y ceros. Toda una revolución tecnológica que no ha hecho sino comenzar. Por Eduardo Martínez.

Primera transmisión de sonido utilizando un ordenador cuántico

La música es susceptible de ser tratada por ordenadores cuánticos, según unos investigadores franceses que han elaborado la primera investigación para la transmisión de audio mediante un sistema cuántico.

Han comprobado que es posible almacenar y transmitir sonidos a través de la unidad básica de la informática cuántica, que es el qubit. Ello permite una transmisión de audio mucho más sofisticada y rápida que la de los sistemas tradicionales, como el MP3.

Tal como explican los investigadores en su trabajo, un ordenador cuántico de 50 qubits puede almacenar hasta 1.000 años de sonidos. Las primeras pruebas fueron realizadas con la presentación hablada que el ordenador Hal hacía en el emblemático film de Arthur C. Clarke “2001 Una odisea del Espacio.”

En la famosa película, Hal decía: Buenas tardes, soy el ordenador HAL 9000. Nací en el laboratorio HAL de Urbana, Illinois, el 12 de enero. Este mensaje fue codificado en 15 qubits de un ordenador cuántico y recuperado a continuación con un número finito de medidas cuánticas. El mensaje, tratado cuánticamente, puede oírse en la Homepage del laboratorio donde se realizó el experimento.

Registro de qubits

Los autores aseguran que pueden acumular el sonido de una compleja función de onda cuántica a través de un sofisticado algoritmo de 14 qubits. Lo consiguen escribiendo esta función de onda cuántica en la memoria de un registro cuántico formado por qubits.

El sistema es como la extensión cuántica del sistema MP3, actualmente utilizado para la transmisión de música en los ordenadores clásicos. MP3 es un sistema de compresión de audio que usa la técnica matemática para el acceso rápido al espectro de señales de audio.

El MP3 comprime las señales para alcanzar una comunicación de audio en tiempo real y luego las descomprime para el usuario. El sistema cuántico utiliza el mismo procedimiento, aunque a partir de soportes cuánticos, por lo que el equivalente cuántico del MP3 consigue una transmisión mucho más rápida y de mayor calidad del sonido.

El tratamiento del sonido forma parte de la más reciente historia de la tecnología. La onda sonora es una variación de la presión del aire que, si es uniforme o periódica, se percibe como sonido «tonal», y cuando no lo es se percibe como «ruido».

Ondas sonoras

Según el Teorema de Fourier, una onda sonora puede descomponerse en una suma de ondas muy simples, lo que permite una distribución selectiva de la energía de la onda sonora con múltiples aplicaciones.

De esta forma, ha sido posible convertir la energía mecánica en eléctrica y captarla en un micrófono, fijar la señal eléctrica en un soporte magnético e incluso convertir la señal continua en una discreta, lo que supone convertir una señal analógica en digital (en forma de 1 y 0).

De esta evolución tecnológica han salido los soportes digitales de audio y los formatos de audio en Internet, el más sofisticado de los cuales es el MP3. Es en este punto donde se integra el nuevo descubrimiento, ya que permitirá sustituir al MP3 por su versión cuántica, consistente en utilizar el qubit para la transmisión de paquetes de audio en condiciones inéditas.

Bit y qubit

La informática actual utiliza como unidad básica el bit (binary digit), que se basa en la elección permanente entre unos y ceros para la transmisión de datos. La informática cuántica, sin embargo, emplea una nueva unidad, el qubit, que a diferencia del bit, no combina unos y ceros, sino que se basa en la superposición de ambas unidades.

La superposición es una de las características del mundo subatómico, ya que las partículas elementales pueden desempeñar dos funciones contradictorias al mismo tiempo. Aplicada a la informática, eso quiere decir que un qubit representa al mismo tiempo un uno y un cero, lo que potencia enormemente la capacidad de almacenamiento y transmisión de información.

El experimento de los sonidos se basa en utilizar los qubits para manipular audio y sustituir las combinaciones de unos y ceros por su superposición para comprimir, almacenar y transmitir sonidos. Toda una revolución que no ha hecho sino comenzar.

Tema relacionado:

La realidad cuántica revoluciona el mundo de la información

Eduardo Martínez de la Fe

Eduardo Martínez de la Fe, periodista científico, es el Editor de Tendencias21.

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