Las computadoras cuánticas todavía no son accesibles para el público general por sus complejos sistemas de operación, pero el ejército estadounidense podría construirlas pronto.
Llegaron las computadoras cuánticas: oficialmente estamos en el futuro
Por:Enrique Blancas
Con el paso del tiempo, las computadoras tradicionales presentan avances tecnológicos cada vez más asombrosos que vuelven obsoletos a modelos pasados.
Durante años, se ha hablado de la introducción de computadoras cuánticas, que presentarían un avance significativo en la informática, pero todavía no presentan cualidades ideales para hacerlas funcionar en cualquier lado, como una computadora tradicional.
La complicación principal es que la tecnología cuántica requiere de temperaturas muy frías para funcionar por la fragilidad de sus componentes, y porque la interacción con la temperatura ambiente distorsionaría el estado cuántico.
El hardware cuántico funciona correctamente a 0º Kelvin, el equivalente a -273º Celsius. Es por eso que resulta impensable construir una computadora cuántica para uso común, pero el ejército de Estados Unidos podría desarrollar una pronto.
Kurt Jacobs, del Departamento de Tecnología del Ejército, y Mikkel Heuck en colaboración con el profesor Dirk Englund, del MIT, desarrollaron un sistema de lógica cuántica que podría funcionar a temperatura ambiente en la próxima década.
«Nuestra investigación tiene como objetivo desarrollar futuros circuitos fotónicos que puedan manipular el entrelazamiento requerido para dispositivos cuánticos a temperatura ambiente», dicen los autores.
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Hasta el momento, el mayor acercamiento a la tecnología cuántica era con el uso de de cristales transparentes con no linealidades ópticas; sin embargo, nunca se comprobó su utilidad.
La tecnología que sugieren Jacobs y compañía se trata de circuitos fotónicos y cristales ópticos capaces de soportar enlaces cuánticos.
La diferencia principal entre una computadora tradicional y una cuántica son los bits y los qubits. Los bits procesan información determinada que requiere cierto número de bits y procesan una entrada a la vez.
La información almacenada en qubits permite que la computadora desarrolle varios procesos al mismo tiempo. Además, los qubits cambian a un estado extraño en el cual funcionan prendidas o apagadas.
La velocidad de proceso de los qubits permite resolver más problemas en comparación con una computadora clásica. La desventaja de los qubits es el estado extraño en el que se encuentran y es por eso que solo funcionan a temperaturas muy bajas.
«Cualquier interacción que tenga un qubit con cualquier otra cosa en su entorno comenzará a distorsionar su estado cuántico. Por ejemplo, si el ambiente es un gas de partículas, mantenerlo muy frío hace que las moléculas de gas se muevan lentamente, por lo que no chocan tanto en los circuitos cuánticos», explica Jacobs.
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Para resolver el problema, la nueva investigación sugiere el uso de circuitos fotónicos que soportan cristales ópticos no lineales capaces de funcionar en temperatura ambiente.
Usualmente, los sistemas cuánticos funcionan con iones o átomos. Los circuitos fotónicos funcionan de manera parecida a los sistemas eléctricos y evitan la limitación de la temperatura fría.
Los fotones son atrapados por los cristales ópticos; de esta manera los qubits crean una puerta lógica cuántica para procesar la información, así pueden distinguir el estado extraño de los qubits y hacerlos funcionar, ya sea que estén encendidos o apagados.
El uso de cristales ópticos no lineales ya había sido propuesto en el pasado; sin embargo, el factor de los circuitos fotónicos es nuevo y le da un enfoque diferente a la investigación y al desarrollo de tecnología cuántica.
Por el momento se trata de una hipótesis de los investigadores, pero de acuerdo con Heuck, ya existe la tecnología necesaria para comenzar los experimentos y las computadoras cuánticas en temperatura ambiente podrían estar listas en la próxima década.
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