Qué es un ordenador cuántico y su funcionamiento

Todos los que están interesados en la informática han oído o leído alguna vez sobre la computación cuántica y cómo va a revolucionar el mundo de la informática y la industria en general. Los ordenadores cuánticos aprovechan la mecánica cuántica para lograr un gran aumento del procesamiento, y las expectativas son que lleguen a superar en este aspecto a los superordenadores actuales.

Pero ¿qué es un ordenador cuántico y cómo funciona?, ¿sustituirán en un futuro a los ordenadores tradicionales?

Qué es un ordenador cuántico

Los ordenadores cuánticos aplican las leyes de la mecánica cuántica sobre los distintos estados de las partículas en el tiempo, para aumentar la potencia de procesamiento. El funcionamiento de este tipo de ordenadores es similar al de los tradicionales, pero trabajando con bits cuánticos que pueden estar en estados superpuestos.

Con la computación cuántica que obtienen principalmente tres ventajas respecto a la computación clásica:

• Mayor potencia de cálculo.
• Incremento de la capacidad de memoria.
• Menor consumo de energía.

¿Puede sustituir al ordenador convencional?

A corto y medio plazo los ordenadores cuánticos no sustituirán a los PC convencionales, estos seguirán siendo muy eficientes para realizar tareas comunes y para el uso diario tanto de empresas como particulares.

Los ordenadores cuánticos se utilizarán en sectores e industrias que requieran gran potencia de procesamiento, como predecir el mercado de valores, en procesos de fabricación industrial, en el desarrollo de medicamentos, criptografía, y mucho más.

Cómo funciona un ordenador cuántico

La clave del funcionamiento de un ordenador cuántico se encuentra en los bits.

Bits cuánticos

Los ordenadores convencionales utilizan un flujo eléctrico que se representa con un uno o un cero (bit). Los ordenadores cuánticos utilizan los bits cuánticos o qubits, generando partículas subatómicas como electrones o fotones. Dos de las propiedades de los qubits permiten que sean capaces de proporcionar mucha mayor potencia de procesamiento que una misma cantidad de bits binarios.

Superposición cuántica

Se trata de la capacidad de estar simultáneamente en múltiples estados, lo que permite a los qubits representar muchas combinaciones de unos y ceros al mismo tiempo, pudiendo proporcionar una gran cantidad de resultados al mismo tiempo.

El reto de la superposición cuántica se encuentra en la medición, que hace que el estado cuántico se representa en forma de uno o cero. Con el desarrollo de complejos algoritmos se pretende controlar este estado y permitir una medición controlada.

Entrelazamiento cuántico

El entrelazamiento resulta esencial para que los ordenadores cuánticos adquieran su poder de procesamiento, ya que añadir qubits adicionales a una máquina cuántica aumenta exponencialmente su capacidad de proceso.

El principal reto de los ordenadores cuánticos en cuanto al entrelazamiento cuántico es que cualquier variación, como vibraciones o cambios de temperatura, hacen que el comportamiento cuántico de los qubits decaiga y desaparezca. Con el uso de algoritmos cuánticos inteligentes se intenta resolver este problema, pero en la actualidad no se ha avanzado lo suficiente en los mismos para disponer de ordenadores cuánticos de gran utilidad.

Hemos visto qué es un ordenador cuántico y cómo funciona. La capacidad de procesamiento de este tipo de ordenadores provocará una revolución en la computación industrial, aunque a medio plazo no reemplazarán a los ordenadores convencionales.

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