Computación cuántica

Un sueño que podría hacerse realidad.

Investigación y Ciencia

Los ordenadores cuánticos difieren de los ordenadores clásicos (es decir, los ordenadores comunes y corrientes) de manera fundamental.

Un programa de cómputo clásico trabaja con bits de información. Un bit es una variable que puede tomar uno de dos valores: 0 o 1. La implementación física de un bit es un objeto que puede hallarse en dos estados diferentes. Un transistor, por ejemplo, puede utilizarse para almacenar un bit de información porque funciona como un interruptor con dos estados posibles: «abierto» y «cerrado».

Los programas de cómputo cuántico, en cambio, trabajan con qubits de información. (del inglés quantum bit). A diferencia de un bit, cuyos valores posibles son el 0 y el 1, los estados posibles de un qubit corresponden a superposiciones de dos estados cuánticos, que denotaremos respectivamente |0> y |1>.

Como primera aproximación, podríamos pensar en una superposición de estados como una especie de «mezcla» entre |0> y |1>. Pero el concepto de superposición es difícil de describir con precisión en pocas palabras. Afortunadamente, lo único que hace falta saber para nuestros propósitos es lo siguiente:

• Cuando un sistema cuántico se encuentra en el estado |0>, eso quiere decir que el resultado de realizar una medida será siempre 0 (y análogamente para el estado |1> y el resultado 1).

• Cuando un sistema cuántico se encuentra en una superposición de |0> y |1>, la «mezcla» particular que describe esa superposición determina la probabilidad de que, al realizar una medición, el resultado sea 0 o 1.

Dado que un transistor carece de estados superpuestos, no es un buen candidato para la realización física de un qubit. Pero las partículas cuánticas son diferentes. De acuerdo con la mecánica cuántica, hay partículas cuyos estados físicos son precisamente superposiciones del tipo que necesitamos. (Para los que sepan de estas cosas, las partículas que tengo en mente son sistemas cuánticos de dos niveles.)

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