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La computación que viene

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Granma, Cuba

La computación cuántica es distinta a la computación digital. A inicios del siglo XX, Max Planck y Albert Einstein propusieron que la luz no es una onda continua, sino que se divide en pequeños paquetes o cuantos

Autor: Carlos del Porto Blanco | internet@granma.cu

21 de octubre de 2020

La computación cuántica es distinta a la computación digital. A inicios del siglo XX, Max Planck y Albert Einstein propusieron que la luz no es una onda continua, sino que se divide en pequeños paquetes o cuantos. Esa idea, en apariencia simple, fue la solución a la «catástrofe del ultravioleta». En los años posteriores, otros físicos desarrollaron esas ideas y llegaron a conclusiones sorprendentes sobre la materia, de las cuales solo interesan en esta nota dos: la superposición de estados y el entrelazamiento.

Se debe recordar que en una computadora la unidad básica de información es el bit, que tiene dos estados posibles (1 o 0) con los que se realizan varias operaciones lógicas. Teniendo n bits se pueden representar números y operar sobre ellos, pero limitadamente, solo se pueden representar hasta 2N estados distintos, y si se quiere cambiar a x bits se tienen que realizar al menos x operaciones sobre ellos. No hay otra forma. Pues bien, la superposición y el entrelazamiento permiten reducir esas limitaciones. Con la superposición se pueden almacenar muchos más que solo 2N estados con N bits cuánticos (qubits) y, el entrelazamiento, mantiene fijas ciertas relaciones entre qubits, de tal forma que las operaciones en un qubit afectan forzosamente al resto.

Un ejemplo: Imagine que está en La Habana y desea saber cuál es la mejor ruta para llegar a Milán de entre un millón de opciones (N=1 000 000). Usando computadoras digitales para encontrar el camino óptimo se necesita calcular un millón de opciones, lo que implica traducirlas a bits para la computadora clásica y a qubits para la computadora cuántica. Mientras que la computadora clásica necesitará analizar uno a uno todos los caminos hasta encontrar el deseado, la computadora cuántica se aprovecha del proceso conocido como paralelismo cuántico, que le permite considerar todos los caminos a la vez, lo que implica que, si bien la computadora clásica necesita del orden de N/2 pasos o iteraciones, es decir, 500 000 intentos, la computadora cuántica encontrará la ruta óptima tras solo mil intentos.

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