Computación Cuántica

En los años 50, las primeras computadoras ocupaban habitaciones enteras, pesaban toneladas, eran costosas y difíciles de mantener. Eran más lentas y menos complejas que un smartwatch de última generación. Con la llegada de los transistores, las computadoras se hicieron más pequeñas y poderosas. Hoy, en el equivalente al grosor de un cabello humano caben unos 10 mil transistores, y los procesadores modernos tienen alrededor de 50 mil millones de transistores, algo inimaginable hace unos años.

Pareciera entonces que cada vez nos acercamos más al límite de los transistores que podemos colocar en un procesador, el límite es el propio átomo, y ya no podremos ir más allá… ¿O sí?

Las computadoras tradicionales utilizan todos estos transistores para hacer cálculos y correr programas con pequeños interruptores que pueden estar encendidos (1) o apagados (0), a esto se le conoce como bits y son la base del famoso código binario.

Hasta aquí todo bien, pero la computación cuántica recibe su nombre por estar inspirada en la mecánica cuántica, una rama de la física que se encarga de analizar las leyes que rigen el mundo subatómico y que, para ser sinceros, aplicarlo al mundo que podemos observar parece toda una mentira o directamente ideas sacadas de una película de ciencia ficción.

Las computadoras cuánticas, no utilizan bits, sino una estructura que recibe el nombre de cúbits. Lo especial de los cúbits es que pueden ser 0, 1 o ambos al mismo tiempo. Imagínalo como una moneda girando en el aire: hasta que cae, no sabemos si es cara o cruz, pero mientras está girando, es un poco de las dos cosas a la vez.

Gracias a esto, las computadoras cuánticas pueden hacer cálculos mucho más rápido que las normales porque prueban muchas posibilidades al mismo tiempo. Además, los cúbits pueden estar «conectados» entre sí de una forma especial llamada entrelazamiento cuántico, lo que les permite compartir información de manera instantánea, sin importar la distancia, esto en el mundo subatómico sería como imaginar que hay en una persona que siente comezón al mismo tiempo que tú y que cuando tu estas alegre, esa persona también…es como tu alma gemela de la física, algo que la película de Interestelar nos trató de explicar hace un tiempo.

La idea de la computación cuántica no es nueva, desde los años 80s hubo ingenieros y científicos que proponían las bases pero, como te puedes imaginar, trabajar con elementos más pequeños que un átomo y llevar a la práctica conceptos que sólo han existido en la teoría no es cosa fácil.

Recientemente hemos escuchado más de esta tecnología por un gran número de avances ocurridos en la última década, se espera que, junto con la Inteligencia Artificial, la computación cuántica sea el gran motor de la tecnología en la segunda parte del siglo XXI.

Saltos cuánticos en una década

Tan sólo en los últimos años se ha avanzado exponencialmente en esta rama de la tecnología. En 2019, IBM presentó el IBM Q System One, la primera computadora cuántica diseñada para uso comercial y de investigación, una máquina que integró 20 cúbits en un entorno estable. En 2024, Google anunció el desarrollo de Willow, un chip cuántico de 105 cúbits capaz de resolver en cinco minutos tareas que las supercomputadoras actuales tardarían cuatrillones de años en completar (hablamos de supercomputadoras que hoy son del tamaño de un campo de futbol). Y apenas en Febrero de 2025, Microsoft ha sorprendido con su chip cuántico Majorana 1, que usa una tecnología especial para hacer que las computadoras cuánticas sean más estables y menos propensas a errores.

Imagina que los cúbits (las unidades básicas de las computadoras cuánticas) son como una cuerda floja donde es difícil mantener el equilibrio. Microsoft ha desarrollado una manera de hacerlos más estables, como si les pusieran una barandilla para que no se caigan tan fácilmente.

¿Para qué queremos estas computadoras tan poderosas?

La computación cuántica tiene el potencial de transformar múltiples sectores al abordar problemas que actualmente son casi imposibles para las computadoras clásicas. Algunas de las áreas que podrían beneficiarse incluyen:​

Medicina y nuevos medicamentos: Las computadoras cuánticas podrán analizar moléculas con muchísima precisión, esto ayudará a crear nuevos medicamentos y tratamientos más rápido, lo que podría curar enfermedades de forma más eficiente.

Predicción del clima: Podrán hacer simulaciones mucho más exactas del clima. Esto permitirá predecir huracanes, lluvias o cambios en el medio ambiente con mayor precisión.

Transporte y movilidad: Podrán calcular rutas de tráfico de forma súper eficiente. Esto reducirá el tiempo en el tráfico y hará que el transporte sea más rápido y ecológico.

La computación cuántica aún se encuentra en una fase de desarrollo muy temprana y sólo las grandes compañías de tecnología tienen accesos a ellas, en buena parte debido a los enormes costos y condiciones rigurosas necesarias para su funcionamiento, por ejemplo, estas computadoras están siempre enfriadas cerca del cero absoluto (-273 grados centígrados) para funcionar con precisión, así que olvídate de tener una en tu casa pronto.

No obstante, a medida que la investigación y la inversión en esta tecnología continúen creciendo, presenciaremos avances que cambiarán fundamentalmente nuestra relación con la tecnología, la información y la forma en que vivimos todos los días.