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¿Qué es la computación cuántica y su origen?


Se diseña por parte de las grandes empresas de tecnología como IBM, Microsoft, Intel o Google, algo que suena muy bien: la computación cuántica

por: Redacción 2022 Redacción 2022

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La computación cuántica es fundamentalmente distinta a la computación a la que estamos acostumbrados, y en este artículo vamos a tratar de arrojar algo de luz sobre el asunto.

¿Cuál es el origen de la computación cuántica?

A principios del siglo XX, Planck y Einstein proponen que la luz no es una onda continua (como las ondas de un estanque) sino que está dividida en pequeños paquetes o cuantos. Esta idea, en apariencia simple, servía para resolver un problema llamado la "catástrofe ultravioleta". Pero a lo largo de los años otros físicos fueron desarrollándola y llegando a conclusiones sorprendentes sobre la materia, de las cuales a nosotros nos interesarán dos: la superposición de estados y el entrelazamiento.

Rendija Cuántica

Si tenemos una bola cuántica que oscila 100% en horizontal, siempre pasará por una rendija horizontal. Si oscila en una superposición 50% horizontal y 50% en vertical, sólo pasará algunas veces cuando justo entre con el ángulo adecuado y rebote con el interior de la rendija, y al salir estará oscilando 100% horizontal.

Esa discrepancia entre la información que guardan los qubits y la que podemos leer nosotros llevaba a Benioff y a Feynman a demostrar que un ordenador clásico no sería capaz de simular un sistema cuántico sin una cantidad desproporcionada de recursos, y a proponer modelos para un ordenador cuántico que sí fuese capaz de hacer esa simulación.

Esos ordenadores cuánticos probablemente no serían más que una curiosidad científica sin el segundo concepto, el entrelazamiento, que permite desarrollar dos algoritmos bastante relevantes: el temple cuántico en 1989 y el algoritmo de Shor en 1994.

El primero permite encontrar valores mínimos de funciones, que así dicho no suena muy interesante, pero tiene aplicaciones en inteligencia artificial y aprendizaje automático, tal y como comentamos en otro artículo. Por ejemplo, si conseguimos codificar la tasa de error de una red neuronal como una función a la que podamos aplicar temple cuántico, ese valor mínimo nos dirá cómo configurar la red neuronal para que sea lo más eficiente posible.

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El segundo algoritmo, el algoritmo de Shor, nos sirve para descomponer un número en sus factores primos de manera mucho más eficiente que lo que podamos lograr en un ordenador normal. Así dicho, de nuevo, no suena para nada interesante. Pero si os digo que RSA, uno de los algoritmos más usados para proteger y cifrar datos en Internet, se basa en que factorizar números es exponencialmente lento (añadir un bit a la clave implica doblar el tiempo que se tarda en hacer un ataque por fuerza bruta), entonces la cosa cambia. Un ordenador cuántico con suficientes qubits dejaría completamente obsoletos muchos sistemas de cifrado.

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