COMPUTADORAS CUÁNTICAS
En 1947,
aparece el transistor, un dispositivo electrónico que permitía regular y
controlar el paso de la corriente eléctrica. Así, se inició el desarrolló de
las actuales computadoras, al permitir transmitir impulsos eléctricos, es
decir, bits de información. En 1959, aparece el primer chip o circuito
integrado, lo que redujo el tamaño de los ordenadores al minimizar el cableado.
La cuarta generación de computadoras aparecería en 1971 con la fabricación del
primer microprocesador, el Intel 4004, formado por miles de chips,
constituyendo así el elemento central del cálculo y procesado de la
información.
En la primera
década del siglo XXI, las computadoras más potentes han alcanzado los 1,75
petaflops, es decir, las 1.750 millones de operaciones por segundo, siendo su
crecimiento exponencial.
Sin embargo,
la tecnología actual permite fabricar pistas conductoras de 0.18 micras, 500
veces más delgadas que un cabello humano. Las capas de aislante que las separan
pueden tener un espesor de cuatro o cinco átomos. La meta es poder crear pistas
conductoras de 0.10 micras, con lo que los transistores poseerían tan solo 100
átomos cada uno. Pero al producir dimensiones tan pequeñas, las leyes de la
física comienzan a perder validez y es donde la física cuántica entra en
acción.
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Estas
computadoras cuánticas utilizan para procesar la información partículas
individuales (como átomos, moléculas de tamaño atómico o fotones) que pueden
trabajar en dos estados cuánticos, constituyendo así el bit cuántico o
cubit’,con los que se forman la memoria y el procesador del ordenador. Los
cubits interactúan unos con otros y pueden realizar ciertos tipos de cálculo
avanzado con una velocidad exponencialmente mayor que los ordenadores actuales.
Una computadora de este tipo podría ejecutar todos los cálculos posibles de una
sola vez ya que la unidad de energía de un procesador cuántico es capaz de
realizar 10 cuatrillones más de operaciones en un segundo que el más poderoso
procesador de la actualidad. Por ejemplo, la computadora cuántica sería capaz
de descomponer en números primos códigos de seguridad de 400 dígitos en algunas
horas. Operación que a una computadora actual le demandaría unos 15 mil
millones de años.
En 2009, la
empresa canadiense D-Wave Systems, conjuntamente con la NASA, desarrolló un
ordenador cuántico de 128 cubits. Rainer contiene 128 dispositivos físicos
(pequeños aros de metal niobidio) que a muy baja temperatura actúan como
sistemas cuánticos con dos niveles (es decir, cubits) como consecuencia de la
superconductividad.
Mediante el
frío y un campo magnético variable, se logra la llamada «computación cuántica
adiabática”. Puede ser programado mediante pulsos de radiofrecuencia y ser
detectadas con instrumentos de resonancia magnética nuclear similares a los
utilizados en hospitales y laboratorios químicos.
La potencia de Rainer es tal que si durante la
ejecución de un algoritmo es capaz de entrelazar los 128 qubits (no ha sido
demostrado por D-Wave Systems que se logre) entonces sería capaz de procesar o
explorar “simultáneamente” estados
diferentes del problema, casi el número de átomos que tiene la Tierra.
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Sin embargo,
los procesadores cuánticos también poseen un límite. Según científicos de la
Universidad de Massachusetts en Boston, este crecimiento finalizará hacia el
2065, ya que el tamaño de los microprocesadores (cuanto más pequeño es su
tamaño, mayor de velocidad de procesado) no podrá ser más pequeño. Para obtener
la cifra de esos límites, utilizaron una ecuación que calcula el periodo más
pequeño de tiempo en el que un procesador cuántico podría realizar la más
básica de las funciones: ese lapso será el límite último de cualquier
computadora posible…
Para mayor información puedes consultar los siguientes enlaces:
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