Tecnologías Cuánticas 2: La computación cuántica.
En esta segunda entrega sobre las Tecnologías Cuánticas, les hablaré acerca de otra de las aplicaciones del “enigmático” y “extraño” fenómeno llamado entrelazamiento cuántico, me refiero a la ya iniciada tecnología de la computación cuántica. ¡Gigantes tecnológicos como Google e IBM poseen computadoras cuánticas desde algunos años!
En el post anterior, mencioné que los fenómenos cuánticos, como el entrelazamiento cuántico, revolucionarán las tecnologías de procesamiento y transmisión de la información, siendo el área del procesamiento de la información la que podría experimentar el más vertiginoso cambio, a través del desarrollo de las computadoras cuánticas.
Las primeras ideas sobre la posibilidad de llevar a cabo cálculos usando los principios de la Física Cuántica, fueron expuestas en forma independiente por los físicos Paul Benioff y Richard Feynman en 1.981, y por el físico israelí David Deutsch en 1.985. [1]
LA COMPUTACIÓN CUÁNTICA Y EL CÚBIT
La computación cuántica es una nueva forma de procesamiento de la información basada en dos propiedades singulares de los sistemas cuánticos: la superposición de estados y el entrelazamiento cuántico, esta última tratada en el post anterior de la serie.
La unidad básica de procesamiento de las computadoras cuánticas es el llamado bit cuántico: qubit o qbit (por quantum bit) o cúbit (del español bit cuántico). A diferencia del bit, la unidad básica de información de las computadoras convencionales, que sólo puede tomar los valores 0 o 1, el qubit o bit cuántico puede “tomar” o “estar” en los valores o estados 0 o 1, y además puede estar en cualquier superposición de esos estados. Así, puede decirse, que el bit es un caso especial de un qubit, el cual sólo puede estar en los estados mencionados.
Un qubit, y su estado correspondiente, pueden representarse gráficamente como un vector cuyo extremo es un punto de la llamada Esfera de Bloch (en honor físico suizo Félix Bloch).
VENTAJAS DE UN COMPUTADOR CUÁNTICO
La principal ventaja de las computadoras cuánticas sobre las convencionales, es la drástica reducción del tiempo de cálculo, debido a que la capacidad de procesamiento de información mediante los qubit se incrementa exponencialmente. Los llamados “problemas duros” para la computación clásica, como el de la factorización de un número usado como clave para proteger una cuenta bancaria, pueden ser resueltos de forma casi instantánea por un procesador cuántico.
Así por ejemplo, la factorización de una clave numérica de 232 dígitos, fue llevada a cabo recientemente por un computadora clásica en un lapso de dos años; para la factorización de un número de 300 dígitos el tiempo empleado por la más rápida de las computadoras actuales sería de un millón de años. [2]
NOVEDADES SOBRE LOS COMPUTADORES CUÁNTICOS
Es importante destacar que, los computadores cuánticos, no poseen ningún tipo de hardware parecido al de las computadoras convencionales. La unidad central de procesamiento o CPU cuántico debe encontrarse en “condiciones de aislamiento absoluto”, puesto que los estados cuánticos de los átomos son altamente sensibles ante la presencia de campos electromagnéticos, e incluso a pequeños cambios en la temperatura. [3]
Hasta la fecha, sólo se han construido computadoras cuánticas de unos pocos qubits. En el 2.010, el Instituto Nacional de Estándares y Tecnologías de USA (NIST, por sus siglas en inglés) construyó una computadora cuántica programable de dos qubits, basada en redes ópticas, existiendo también otros desarrollos con más qubits para programas específicos. [2]
En mayo del 2.016 IBM, anunció el diseño de un procesador cuántico de 5 qubits que funciona a disposición del público en internet, y que se encuentra en su Centro de Investigación T.J. Watson en Nueva York. A través del siguiente enlace podrás visitar el laboratorio de investigación donde se encuentra tal procesador cuántico. [2]
En mayo del presente año, IBM anunció otro avance en el campo de la computación cuántica con la construcción de dos procesadores cuánticos. El primero tiene 16 qubits y es para uso público de investigadores, programadores y desarrolladores, a través de la nube IBM y sin costo alguno. El segundo de 17 qubits, es el primer prototipo de un procesador cuántico comercial, que presenta innovaciones en los dispositivos y materiales empleados, siendo dos veces más potente que el de uso público. El cilindro que aparece en la foto es el crióstato (cámara de temperaturas bajas) que contiene el procesador cuántico en su interior. [2]
Casi dos meses más tarde, en julio del 2.017, un grupo de investigadores estadounidenses y rusos de la Universidad de Harvard, anunciaron la operatividad de la computadora cuántica más potente del mundo, en el marco de la IV Conferencia Internacional de Tecnologías Cuánticas ICQT 2017, en Moscú. El físico cofundador del Centro Ruso de Física Cuántica e investigador de Harvard, Mikhail Lukin, informó que se desarrolló un procesador de 51 qubits, que supera ampliamente el de 17 qubits de IBM, e incluso, el de 49 qubits que se está construyendo actualmente en el Laboratorio Cuántico de Google, y que hasta la fecha, no ha sido terminado. [4]
Para acceder al primer post de la serie, les dejo el siguiente enlace.
Los espero en la próxima entrega. ¡Gracias por la visita!
Interesante y poco común. La tecnología ya ha pasado a desplazar la ciencia ficción y todo lo que se imaginaba.
Es cierto amigo @joseph1956, la tecnología en constante avance, va convirtiendo la ciencia ficción en realidad. Gracias por el comentario.
Muy interesante tu post, gracias por compartir. El equipo Cervantes apoyando el contenido de nuestra comunidad.
Gracias amigos de @sancho.panza y de @cervantes por el apoyo. Siempre es un honor saber que mis post son de su agrado. Gracias.
Un post muy interesante amigo gracias por compartirlo.
Gracias a ti, amiga @edurley por leerlo. ¡Saludos!
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Hermano perijanero @hugobohor, gracias por compartir tan interesante información. Buenísimo. Saludos!.
Es bueno saber que te gustó hermano @tsoldovieri. ¡Saludos!
Excelente trabajo @hugobohor. Te recomiendo que edites este post para agregarle los links de los dos artículos anteriores. Tienes la habilidad de explicar de manera muy sencilla un tema muy difícil de digerir para el común de los mortales. Te voto y te sigo
Muchas gracias @yaleal por la recomendación y la consideración, me honra. Agregaré el link del primer artículo. Además gracias por el voto y por seguirme. Te seguiré.
Que tal mi amigo @hugobohor
Ya sabemos que no solo en Perijá tenemos la leche, el queso, la carne y productos agrícolas... Ahora el mundo también sabrá, que Perijá produce Científicos, gente que estudia y trabaja... y son ¡Venezolanos!
¡Felicitaciones Profesor!
Que le Paz y las Bendiciones del Cristo Jesús le acompañen siempre... Amén!
Mi humilde voto para su publicación y gracias por compartir con nosotros sus conocimientos.
Saludos!
Hola amiga @maria1989.
Gracias por tus palabras llenas de regocijo por lo bueno de nuestro país. Además, gracias por tus felicitaciones y tus bendiciones. También deseo para ti muchas bendiciones.
¡Saludos y abrazos desde Perijá!
Definitivamente, la física cuántica dará en muy poco tiempo un giro extraordinario en la tecnología que actualmente usamos, incluso en nuestra forma de ver el mundo desde la tecnología hasta en las creencias religiosas!
Estoy de acuerdo contigo @apenas, de la misma manera o de una forma más significativa de lo que hasta ahora lo ha hecho. La física cuántica es una de las ramas de la física que más contundentemente ha impulsado el desarrollo tecnológico en el último siglo.
Quisiera indagar un poco más en el estudio de la física cuántica, qué links me recomiendas donde se hable a detalle de los estudios hechos en esta nueva ciencia?
Te recomiendo el siguiente par de enlaces:
Enlace 1:
http://lapiedradesisifo.com/2017/05/22/leer-fisica-cuantica-libros-imprescindibles.
Enlace 2:
Además te recomiendo los libros:
saludos soy amante de la computación aunque debo confesar que no conocia este temas de la computación cuántica me atrapo la lectura espero que sigas publicando sobre este gracias por tu aporte
Saludos @jeankee19. La computación cuánticas es un campo aún en sus inicios, pero que ya está dando sus primeros frutos. Espero publicar otros artículos divulgativos al respecto. Gracias por la visita y el comentario.
Cuando lo hagas no olvides hacerme mención o etiquetarme para leer de primera mano gracia a ti
Seguro, te haré mención o etiquetaré para que puedas leerlo. Gracias @jeankee19.