Los científicos que persiguen el sueño de la computación cuántica, la tecnología que nos otorgaría un poder de procesamiento sin precedentes, obtuvieron su mayor oportunidad aún, porque se ha revelado el primer plan de código abierto para una computadora cuántica práctica.
Este plan, que describe cómo hacer que una computadora cuántica tenga el tamaño de un campo de fútbol, pretende solucionar problemas previamente «inconexos» usando la tecnología existente – lo que significa que la tecnología revolucionaria podría estar finalmente a nuestro alcance.
«Ahora estamos publicando el plan de construcción actual de una computadora cuántica de gran escala», dijo Winfried Hensinger, del Ion Quantum Technology Group de la Universidad de Sussex, en el Reino Unido .
«La vida cambiará completamente, seremos capaces de hacer ciertas cosas que ni siquiera podríamos soñar antes».
En caso de que no esté a la altura de toda la saga de la computación cuántica, la tecnología fue teorizada por primera vez por el premio Nobel de física Richard Feynman en 1982.
Todavía está por construirse en cualquier tipo de forma práctica, pero está destinada a revolucionar la forma en que procesamos enormes cantidades de datos en el futuro.
A diferencia de las computadoras de hoy, que se limitan a los 1s y 0s de bits de código binario, los ordenadores cuánticos se basan en qubits. Gracias al efecto cuántico «spooky» conocido como enredo que ocurre en la materia en su escala más pequeña, cada qubit puede tomar el estado de 0, 1, o una «superposición» de los dos.
Así que en lugar de tener bits que sólo pueden ser 1 o 0 en un momento dado, los qubits pueden ser cualquier cosa y todo a la vez. Esto significa que pueden realizar muchos cálculos simultáneamente, dándoles el potencial de poder de procesamiento sin precedentes.
¿Qué tan sin precedentes? Bueno, Google ha afirmado que su computadora cuántica D-Wave 2X es 100 millones de veces más rápida que su computadora portátil , y el consenso general es que ni siquiera es una computadora cuántica adecuada . Una computadora cuántica real tiene el potencial de ser aún más transformadora que eso .
Mientras que los equipos de todo el mundo están compitiendo para construir la primera computadora cuántica legítima – el proceso ha sido lento, porque aprovechar el extraño efecto del enredo no es una tarea fácil.
Hasta ahora, los científicos apenas han podido construir dispositivos con más de 10 ó 15 qubits , y eso no va a ser de mucha utilidad para nadie.
«Las máquinas de laboratorio sufren una especie de abandono llamado decoherencia, donde los qubits pierden su ambigüedad y se convierten en simples 1s y 0s – un obstáculo técnico para la construcción de ordenadores cuánticos prácticos», explica Paul Rincon para BBC News.
«Con nuestro concepto, incluimos un método para corregir estos errores, permitiendo la posibilidad de construir un dispositivo a gran escala», le dijo Hensinger .
«Para algunas de las aplicaciones realmente emocionantes de las computadoras cuánticas, como la invención de nuevos fármacos, o la comprensión del tejido de la realidad en sí, la comprensión del Universo, el diseño de nuevos materiales, en lugar de 10 o 15 bits cuánticos, necesito mucho más qubits, tal vez. Hasta 10 mil millones de bits cuánticos eventualmente. «
Hensinger y su equipo dicen que su nuevo diseño se basa en la tecnología existente para superar los principales desafíos que han estado frenando el desarrollo de prácticos, computadoras cuánticas a gran escala que podrían encontrar realmente uso fuera del laboratorio.
El enfoque consiste en utilizar iones (átomos cargados) atrapados en campos magnéticos como los qubits, y éstos existirían en un sistema de miles de móduloscuadrados, de tamaño manual .
Estos módulos cuadrados serían intercambiables – pueden ser reemplazados o agregados a voluntad – lo que significa que teóricamente podría construir una computadora cuántica tan grande como desee.
Cada uno de estos módulos contendría 2.500 o más qubits de iones , y los campos magnéticos los protegerían de la interferencia y preservarían sus estados cuánticos.
Cuando se enciende el ordenador, las operaciones se realizarían mediante interacciones entre los iones, facilitadas cambiando la rejilla modular de una manera que los guíe suavemente entre sí. Piense Pacman moviéndose alrededor de su laberinto de caminos generados al azar.
El equipo explica que los diseños anteriores de computadoras cuánticas han propuesto el uso de conexiones de fibra óptica para conectar los módulos de computadora individuales, pero su plan utiliza campos eléctricos para transportar los iones de un módulo al siguiente.
Dicen que este enfoque permite velocidades de conexión 100.000 veces más rápidas entre los módulos de computación cuántica individuales, y permite que el ordenador funcione a temperatura ambiente, a diferencia de los diseños alternativosque requieren materiales superconductores enfriados a temperaturas poco prácticas.
Otra mejora que el equipo afirma haber hecho es que, en lugar de utilizar láser individuales para mantener los qubits de iones en su lugar, en su lugar se ejecutaría un campo de radiación de microondas a través de todo el sistema informático.
«Para ajustar los qubits individuales dentro y fuera de la interacción con el campo más amplio, sólo necesitan aplicar un voltaje local», explica Elizabeth Gibney paraNature.
El plan, que ahora está disponible para cualquier equipo de investigadores a utilizar, se puede utilizar para construir una computadora cuántica que podría llenar un edificio grande.
Hensinger y su equipo dicen que esperan tener su propia versión puesta en marcha en tan sólo dos años .
«Este no es un estudio académico más, es realmente toda la ingeniería necesaria para construir un dispositivo de este tipo» , dijo a The Independent.
En esta etapa, digamos que estamos escépticos, pero cautelosamente emocionados – un sentimiento que se hizo eco de otros investigadores en el campo.
Según Andrea Morello, un físico de la Universidad de Nueva Gales del Sur en Australia, que ha estado construyendo su propia tecnología de computación cuántica, dijo a Nature, mientras que el plan plantea algunos de sus propios retos difíciles, «Creo que este es un documento histórico, y Será muy influyente en la comunidad durante muchos años «.
