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Ciencia de la computación

Los límites de la computación cuántica

Las computadoras cuánticas podrían ser velocísimas en tareas muy concretas. En la mayoría de los problemas apenas descollarían sobre los ordenadores de hoy.

Dušan Petričić

En síntesis

La computación cuántica se basan en explotar las extrañas leyes de la mecánica cuántica para procesar información de maneras que resultarían imposibles en un ordenador tradicional.

Existen algunos problemas muy concretos, como la factorización de números enteros, que los ordenadores cuánticos podrían resolver a una velocidad vertiginosa en comparación con sus homólogos clásicos. Sin embargo, varios trabajos indican que, en la gran mayoría de los casos, los ordenadores cuánticos apenas serían más eficientes que los tradicionales.

Algunas alteraciones exóticas de las leyes físicas conocidas permitirían construir ordenadores capaces de resolver toda una serie de problemas especialmente difíciles. Sin embargo, tales alteraciones se antojan muy inverosímiles. La imposibilidad de resolver dichos problemas tal vez debería elevarse a la categoría de principio físico.

«Un grupo de físicos inventa los pantalones cuánticos», rezaba en cierta ocasión uno de los titulares del semanario satírico estadounidense The Onion. El artículo explicaba que, gracias a una extraña dualidad conocida como «los pantalones de Schrödinger», los científicos habían fabricado una nueva clase de ropa no newtoniana que podía actuar a la vez como indumentaria formal e informal. Cabe pensar que, con ello, el redactor de The Onion estaba parodiando buena parte de los artículos sobre computación cuántica que desde hace años inundan los medios de divulgación científica.

Por ejemplo, un error frecuente consiste en afirmar que las computadoras cuánticas podrán resolver con rapidez una clase de problemas especialmente difíciles, los conocidos como «NP-completos». Algo que, hasta donde sabemos, ni siquiera los ordenadores más potentes disponibles hoy en día son capaces de lograr. Según se cuenta a menudo, algo así será posible gracias a la supuesta facultad de los ordenadores cuánticos de «procesar de manera simultánea todas las posibles soluciones de un problema».

Si en verdad fuese posible construir semejante computadora mágica, capaz de resolver un problema NP-completo en un abrir y cerrar de ojos, el mundo se convertiría en un lugar muy distinto del que conocemos. Podríamos, por ejemplo, ordenarle a nuestra computadora mágica que buscase regularidades en las fluctuaciones de los mercados de valores, en las series de datos meteorológicos o en la actividad cerebral. A diferencia de lo que ocurre con los ordenadores actuales, sacar a la luz semejantes pautas sería un proceso totalmente rutinario, que no exigiría tener un conocimiento detallado del problema.

Nuestra computadora mágica también podría automatizar la creatividad matemática. Dado cualquier problema sin resolver, como la conjetura de Goldbach o la hipótesis de Riemann, podríamos pedirle a nuestro ordenador que examinase todas las posibles demostraciones o refutaciones que incluyesen hasta, pongamos por caso, mil millones de símbolos (ya que si una demostración ocupase más, es probable que nadie estuviese interesado en leerla).

Si las computadoras cuánticas realmente prometieran esas capacidades matemáticas cuasidivinas, no sería extraño que su llegada coincidiese con la de máquinas para viajar por el hiperespacio o escudos antigravitatorios. Pero, si bien es cierto que no deberíamos aceptar toda esa fanfarria, tampoco deberíamos tachar la computación cuántica de ciencia ficción. Antes bien, hemos de averiguar hasta dónde puede llegar.

En las décadas que han transcurrido desde que Richard Feynman propusiera la idea de computación cuántica, se han hecho enormes progresos para averiguar en qué tipo de problemas serían eficientes los ordenadores cuánticos. Y hasta donde sabemos, es cierto que podrían acelerar enormemente la resolución de algunos problemas muy concretos, como el de descifrar los códigos criptográficos que hoy se usan en las transacciones monetarias por Internet. En otros casos, sin embargo —como jugar al ajedrez, planificar rutas aéreas o demostrar teoremas—, las computadoras cuánticas sufrirían muchas de las limitaciones algorítmicas que hoy afectan a los ordenadores clásicos.

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