El desarrollo del ordenador cuántico es una de las aventuras más emocionantes e innovadoras en el mundo tecnológico actual. El ordenador cuántico promete cambiar fundamentalmente la forma en la que se manejan los datos, la criptografía y la computación, al permitir la realización de cálculos extremadamente complejos a velocidades increíblemente altas. Con la llegada del ordenador cuántico se espera que conseguir profundas transformaciones en una amplia variedad de campos.

¿Qué es un ordenador cuántico, y cómo funciona?

Un ordenador cuántico es una tecnología innovadora que usa la mecánica cuántica para procesar y almacenar información. Mientras que los ordenadores tradicionales usan bits (unidades binarias de ceros y unos) para codificar e interpretar información, los ordenadores cuánticos utilizan qubits. Un qubit puede ser 1, 0, o ambos al mismo tiempo, en un estado conocido como un estado de superposición.

La capacidad de almacenar y procesar múltiples estados de los bits al mismo tiempo, combinado con el hecho de que los qubits pueden estar entrelazados, permiten al ordenador cuántico realizar cálculos de una manera mucho más rápida y eficiente que los ordenadores tradicionales, permitiendo que los ordenadores cuánticos puedan tomar múltiples caminos para resolver un problema al mismo tiempo, lo que significa que pueden ser mucho más rápido para procesar cantidades enormes de información y encontrar soluciones a problemas complejos.

Los resultados generados por los ordenadores actuales presentan una generación lineal con respecto a su unidad de almacenamiento, el bit, mientras que en los ordenadores cuánticos esa relación es exponencial, al permitir tomar una única unidad de almacenamiento varios valores a la vez, favoreciendo la realización simultanea de varias operaciones, lo que permite alcanzar una velocidad de calculo muchisimo mayor que la de un ordenador tradicional.

Los ordenadores cuánticos pueden permitirnos generar imitaciones, simulaciones e investigaciones complejas en multitud de áreas, ayudándonos a revolucionar nuestros conocimientos en el avance del estudio y comprensión de los fenómenos fiscos, las interacciones químicas de la materia e incluso en el diseño de nuevos compuestos, con enormes implicaciones en una amplia variedad de campos desde la inteligencia artificial hasta la criptografía.

La utilización del poder de calculo de los ordenadores cuánticos permitirá realizar simulaciones y combinaciones de miles de sustancias, así como la combinación de diferentes moléculas, proteínas y aminoácidos, que faciliten el descubrimiento de nuevos medicamentos, asimismo podrán utilizarse para mejorar los sistemas de seguridad relacionados con los datos y las transacciones informáticas, mejorará las rutas de pasajeros en los transportes públicos de las ciudades, afectará a las comunicaciones, la agricultura, la economía y la logística, entre muchas otras áreas y sectores.

Así, el aprovechamiento de su potencia y rapidez, puede ser utilizados para aumentar de manera drástica la velocidad con la cual se resuelven problemas en la investigación en farmacéutica y biotecnología, así como su participación en procesos relacionados con la optimización de procesos y redefiniendo estrategias o soluciones más eficientes y rentables para una amplia variedad de problemas.

Sin embargo, no todos son ventajas, como todos conocemos el ser humano es especialista en convertir un gran invento o un gran avance tecnológico o científico en el mayor arma bélica o en un peligro constante para la vida en La Tierra, de forma que bajo esta premisa es fácil identificar los grandes riesgos que la evolución de la computación cuántica podría generar.

A partir de lo anterior, un escenario basado en la supremacía cuántica de un país o multinacional, podría desencadenar a partir del desequilibrio mundial que esto supondría, un escenario apocalíptico, por la amenaza que esta situación podría suponer para el resto de países o corporaciones. Por ello, la carrera por el desarrollo y obtención de la ventaja cuántica, ha lanzado a diferentes países a una alocada competición por lograr el inicio de una nueva era, que podrá resolver muchos problemas, pero quizás también crear un «mundo cuántico» diferente al actual.

En cualquier caso, esperemos que el desarrollo de este engendro tecnológico, permita avanzar a la sociedad y a la civilización, de forma que se encuentre la manera de que las grandes ventajas que los ordenadores cuánticos puedan aportar, sean aplicables ciertamente para el bien general de la humanidad.

Desarrollo actual de los ordenadores cuánticos

Actualmente, los ordenadores cuánticos son todavía un área de investigación en desarrollo y la mayoría de los avances están en manos de unas pocas empresas y organizaciones.

Los líderes de la industria en tecnología cuántica incluyen la startup de tecnología cuántica Rigetti Computing, y empresas tecnologías como Microsoft, IBM o Google. Investigadores y Gobiernos de todo el mundo como Estados Unidos, China, Cánida o Japón, también están trabajando en el desarrollo de tecnologías químicas y biomoleculares que puedan ser utilizadas en los ordenadores cuánticos.

El nacimiento en las últimas décadas de un nuevo tipo de procesador, el cual emplea las leyes cuánticas en toda su extensión, aprovechando las propiedades de la superposición cuántica, por la que un átomo o un electrón puede presentar dos estados al mismo tiempo, y el entrelazamiento cuántico, por el que dos o más sistemas cuánticos pueden quedar fuertemente vinculados entre sí a distancia, son esenciales para un correcto funcionamiento de estos prometedores dispositivos.

Aunque los ordenadores cuánticos son una prometedora y reciente tecnología, todavía son muy caros y difíciles de construir, ya que requiere de la capacidad de fabricar qbits de alta calidad y precisión, los cuales son muy delicados y sensibles, basados actualmente en circuitos superconductores que funcionan a temperaturas criogénicas, difíciles de escalar.

Además, es importante mencionar que la mayoría de los expertos en tecnología creen que todavía quedan décadas antes de que los ordenadores cuánticos se vuelvan lo suficientemente estables y maduras para ser utilizados comercialmente, debido a los desafíos actuales que presentan los grandes costes de desarrollo, así como las limitaciones tecnológicas.

Si bien la tecnología aún se encuentra en fase de desarrollo y la mayoría de las implementaciones hasta ahora no han sido viables desde un punto de vista financieros, los ordenadores cuánticos presentan una gran promesa para el futuro. A medida que la tecnología madure y se vuelva más asequible, se espera que cambie fundamentalmente la forma en que se procesan y trabajan los datos.

Ya sea utilizándose en la biotecnología, la criptografía, la inteligencia artificial, la modelización de sistemas complejos o la optimización de empresas, la llegada de la tecnología cuántica podría significar una revolución distinta en numerosos campos, siendo en un futuro no muy lejano, un importante factor en el avance hacia una sociedad moderna y eficaz.