Computación cuántica: definición
La computación cuántica se puede definir como aquella tecnología que resuelve problemas complejos que ni los ordenadores tradicionales ni siquiera los superordenadores pueden resolver. O no tienen la capacidad de hacerlo con la suficiente rapidez.
Esta rama de la informática está basada en los principios de la superposición y el entrelazamiento, como veremos más adelante, y podrá operar de manera mucho más eficiente.
Esta nueva generación de ordenadores aprovecha la mecánica cuántica para superar las limitaciones de la informática clásica.
Sí que habría que matizar que la computación cuántica no va a reemplazar por completo a la computación actual. Y es que los ordenadores cuánticos seguirán necesitando a los tradicionales para poder funcionar y producir resultados.
No obstante, la computación cuántica complementará todos aquellos casos donde realmente aporte una ventaja sustancial, un concepto conocido como ventaja cuántica.
Qué es un cúbit o bit cuántico
Para definir qué es un cúbit o bit cuántico, vayamos al origen de la palabra en sí, formada de la contracción de los términos ingleses quantum y bit, de donde surge el término qubit (traducido al español como cúbit).
Con suficientes cúbits un ordenador cuántico puede procesar enormes cantidades de información en paralelo, algo casi imposible para un ordenador clásico.
Yendo a lo concreto, imaginemos un conjunto de tres bits en un ordenador clásico, que puede representar hasta ocho valores. Sin embargo, con tres cúbits un ordenador cuántico podría representar todas estas combinaciones a la vez, multiplicando de manera exponencial su capacidad de procesamiento.
Este es el fundamento del poder cuántico, la capacidad de procesar información en paralelo gracias a la superposición.
Diferencia entre cúbit y bit
¿Pero en qué se diferencias estos bits cuánticos de los tradicionales? Los cúbits pueden estar en múltiples estados a la vez, como si fueran 0 y 1 simultáneamente, lo que se conoce superposición.
Explicado de forma más técnica, un bit es una señal electrónica que puede encontrarse encendida o apagada, por lo que el valor de este puede ser cero (apagado) o uno (encendido). Sin embargo, y puesto que el cúbit está basado en las leyes de la mecánica cuántica, puede colocarse en una superposición de estados.
Superposición, entrelazamiento y decoherencia
Hemos mencionado el término superposición, ¿pero en qué consiste en este contexto? Junto al entrelazamiento y la decoherencia, son los principios de la computación cuántica.
Veamos las características principales de cada uno de ellos.
Superposición
Este concepto resulta fundamental en la física cuántica, y como hemos mencionado previamente en la computación cuántica es el rasgo esencial de los cúbits.
Esta superposición es la característica que hace posible que los ordenadores cuánticos desarrollen cálculos masivamente paralelos dado que cada bit cuántico puede representar múltiples estados de manera simultánea, tal y como hemos mencionado previamente.
Entrelazamiento
Este concepto desafía la comprensión tradicional de la realidad al implicar una correlación profunda entre dos o más partículas cuánticas lo que implica que el estado de una partícula se halla ligado de manera intrínseca al estado de las demás, más allá de la distancia por la que estén separadas.
Decoherencia
El tercer principio es el conocido como decoherencia cuántica, proceso por el que un sistema cuántico para de un inicial estado de superposición, pierde su coherencia cuántica y pasa a comportarse como un sistema clásico.
Esta decoherencia surge de las interacciones con partículas del entorno como fotones, moléculas o átomos.
