Científicos crean el primer procesador cuántico de estado sólido

Científicos de la Universidad de Yale anunciaron la creación de un pequeño y rudimentario procesador cuántico de estado sólido, el primero de su tipo, que podría ser utilizado en el futuro para la construcción de ordenadores cuánticos. La computación cuántica es tan diferente de la tradicional y tan enrevesada y difícil de entender como la propia mecánica cuántica, en cuyos efectos físicos está basada. Una de sus características es una increíble potencia de cálculo infinitamente superior a la de los ordenadores actuales, aunque por desgracia muchos sus secretos están todavía por resolver, especialmente en lo que concierne a la construcción "e;en la práctica"e; de ordenadores de este tipo.

En computación cuántica en vez de los bits tradicionales se utilizan qubits o "e;bits cuánticos"e;. Un bit almacena la menor cantidad de información posible, un dato binario (un 0 o un 1) pero en un qubit se almacena lo que se conoce como "e;superposición"e; de los dos estados, 0 y 1 a la vez. Combinando varios qubits se pueden almacenar datos de una forma casi contraria a la intuición: todas las combinaciones posibles de los datos están ahí, pero "e;superpuestas"e;. Es sólo cuando se realiza el cálculo cuando toman valores definitivos. De hecho, según algunas interpretaciones, lo que sucede es que se realizan todos los cálculos posibles en múltiples universos, de forma simultánea, pero nos quedamos solo con el que nos interesa, gracias a las propiedades de algo llamado "e;interferencia cuántica"e;. Es algo así como enfrentarse al problema de tener mil llaves para abrir una puerta: en vez de probarlas de una en una para ver cuál es la correcta, la computación cuántica permite "e;probarlas todas a la vez"e; y señalar cuál es la que encaja, en un breve instante.

El nuevo chip de los investigadores de Yale es el primero que se parece a un procesador convencional, en cuanto a su electrónica y a que tiene aspecto de procesador convencional. Para cada uno de sus dos qubits se emplean mil millones de átomos de aluminio, que se comportan como un solo átomo que puede ocupar los estados de energía diferentes. El problema que había hasta ahora era que los qubits no duraban mucho (del orden de picosegundos), pero el nuevo sistema puede mantenerlos hasta un microsegundo, tiempo que permite realizar muchas operaciones más. La comunicación entre qubits se realiza a través de fotones mediante una técnica que ya habían desarrollado en Yale anteriormente.

Los científicos demostraron el procesador ejecutando algunos algoritmos sencillos de búsqueda, que no son muy espectaculares pero sirven para comprender cómo funciona. Hace un par de años, en una presentación de IBM de un sistema que manejaba 7 qubits, la demostración consistió en enseñar que era capaz de factorizar el número 15 como producto de 5 y 3.

Aunque la capacidad de los ordenadores cuánticos crece exponencialmente con cada qubit que se añade y su potencial es enorme, los científicos ya advierten que este procesador es solo un pequeño paso hacia la creación de un ordenador cuántico "e;práctico"e;, porque todavía quedan muchos problemas por resolver.