Computación cuántica: ¿qué hay detrás de la tecnología que esconde al gato de Schrödinger?

Decía el famoso físico Richard Feynman: «Si piensa que entiende la mecánica cuántica… entonces usted no comprende la mecánica cuántica». De hecho, aseguraba que ni siquiera él mismo llegaba a vislumbrar del todo claro las leyes del mundo microscópico, donde todo es y no es a la vez. Pero a pesar de que se trata de un campo totalmente alejado de la razón intuitiva, en los últimos años está en boca de todo el mundo: conceptos como computación, comunicación o incluso ‘supremacía’ seguido de la palabra ‘cuántica’ han despertado un inusitado interés, ocupando titulares de todo el mundo y erigiéndose como una promesa de la llegada de una tecnología disruptiva llamada a cambiar nuestro mundo: podrán realizar tareas que a los ordenadores clásicos les costaría resolver en millones de años en tan solo unos días, minutos o segundos, lo que en el mundo del Big Data, de la inteligencia artificial y de las máquinas capaces de aprender solas (el llamado ‘machine learning’) sería un salto increíble. Crear nuevos fármacos personalizados o predecir los movimientos de los mercados financieros y optimizar las inversiones serían posibles con estos equipos. Pero también tiene inconvenientes: algunas voces alertan de que, por ejemplo, toda la ciberseguridad actual está ya amenazada por su imparable desarrollo. Entonces, ¿qué hay realmente detrás de ella? ¿En qué punto nos encontramos? ¿Estamos ante una revolución inminente o quizá detrás hay una emoción exagerada?

La principal diferencia entre un ordenador cuántico y uno clásico es su sistema de comunicación, la base para transmitir información. Nuestros ordenadores se comunican entre ellos a través de ‘bits’, el lenguaje binario que, por complejos cálculos matemáticos, convierte la información en unos y ceros. Sin embargo, en computación cuántica, los sistemas ‘hablan’ en ‘cúbits’, que pueden ser 1 y 0 a la vez (por el mismo principio que rige al famoso gato Schrodinger, vivo y muerto al mismo tiempo), lo que multiplica exponencialmente el rendimiento de esta tecnología. Y no solo eso: entre los cúbits se produce un fenómeno, llamado entrelazamiento cuántico, por el que los cúbits son capaces de ‘comunicarse’ entre sí a distancias enormes sin que exista nada, ningún canal de transmisión, lo que amplía aún más sus posibilidades. Sin embargo, aún no tenemos el ‘hardware’ o las máquinas que puedan aprovechar de forma eficiente estas cualidades

Una tecnología muy frágil y con errores

«A mucha gente le gusta poner la fotografía del ENIAC, ese superordenador de los años cuarenta que ocupaba una habitación», dice Juan José García Ripoll, investigador dentro del grupo de Información cuántica y fundamentos de teoría cuántica del IFF-CSIC. «A mí me parece que esa foto es un paso más avanzado de donde aún nos encontramos en computación cuántica. Estamos aún aprendiendo a hacer sumas». García Ripoll explica que la computación cuántica tiene dos frentes abiertos: por un lado, hay que seguir investigando en ciencia básica o algoritmos, que son algo así como los programas que puede ejecutar un ordenador cuántico; y, por otro, la tecnología, ya que ahora mismo mantener un cúbit apenas unos segundos requiere de una infraestructura casi prohibitiva: se utilizan circuitos superconductores muy sensibles que tienen que sostener temperaturas increíblemente bajas, rondando los -272ºC, para que la disipación de energía no degrade la información cuántica. O deben estar sometidos a muy bajas presiones y, a la vez, aislados del campo magnético terrestre. Si no se mantienen estos requisitos, se produce una falta de coherencia o decoherencia cuántica y se corrompen todas las operaciones. Es decir, el ordenador cuántico no funciona.