Conéctese Regístrate

02/09/2014


Tendencias 21
Coddii




Creado el primer procesador cuántico

Abre la puerta a la esperada aplicación de la física cuántica a la informática


Un equipo de científicos de la Universidad de Yale ha dado un gran salto tecnológico al crear el primer procesador cuántico. Es la primera implementación funcional de un dispositivo de este tipo. Sólo es capaz de hacer algunos cálculos sencillos, pero es un paso imprescindible para lograr la aplicación de la física cuántica a la informática. Por Rubén Caro.




Foto: Universidad de Yale
Foto: Universidad de Yale
Hace mucho tiempo, desde principios de los ochenta, que se estudia teóricamente la aplicación de la física cuántica a la informática. Las propiedades de la materia a nivel atómico y subatómico permiten la creación de procesadores que funcionan de una manera distinta a los actuales. Utilizan los diferentes estados cuánticos de una partícula para efectuar operaciones lógicas.

Los procesadores actuales utilizan como unidad lógica el bit (binary digit). Los diferentes estados cuánticos se representan utilizando una unidad mínima de información ligeramente diferente, llamada qubit (quantum binary digit). Los bits actuales sólo pueden tener dos estados posibles, 0 o 1. El número de posibles combinaciones de 8 bits es de 256(2 elevado a 8) combinaciones distintas. Pero una sola de ellas cada vez. Por contra, los qubits entre otras cosas permiten la simultaneidad de varios estados diferentes. Con 16 qubits se pueden obtener 256 combinaciones distintas a la vez.

Paralelismo cuántico

Para tener un ejemplo más gráfico. Tenemos un coche que consta de 256 piezas distintas. Pongamos a 8 robots (los bits) que son capaces de poner todas las piezas, pero sólo una a una. Si en poner 1 pieza tardan 1 segundo, entonces son capaces de montar el coche en 256 segundos, unos 4 minutos. Ahora pongamos a otros 8 robots (los qubits) que también son capaces de poner las 256 piezas distintas, y tardan 1 segundo en poner cada pieza, igual que los robots anteriores. La diferencia es que estos son capaces de ponerlas en paralelo, todas a la vez. Si las ponen todas a la vez, tardarán un segundo en ponerlas todas. Los 8 qubits emplearían un sólo segundo frente a 4 minutos que emplearían los 8 bits para hacer la misma tarea. 256 veces más rápido.

Además la capacidad de procesamiento crece exponencialmente. Siguiendo con el ejemplo: si hablásemos de 65536 piezas diferentes, 16 qubits tardarían 1 segundo y 16 bits tardarían 18 horas. 65536 veces más rápido.

Sólo es un ejemplo, pero en esencia esa es la diferencia teórica de rendimiento entre un procesador actual y un procesador cuántico. Es la capacidad de hacer los cálculos en paralelo, y no el número de combinaciones distintas que pueden representar, lo que le confiere tal potencia al procesamiento cuántico. Es el llamado paralelismo cuántico.

En Yale han conseguido superar las dificultades

La idea básica es esa, pero la realidad es un poco más compleja porque hay que lidiar con otros problemas, como la decoherencia cuántica y la corrección de errores. Se trata en general del problema de la ausencia de aislamiento de las partículas a nivel cuántico. Un qubit no puede estar aislado, así que debe hacer su función antes de verse alterado por factores externos. Y eso no es tarea fácil.

Un grupo de científicos de la Universidad de Yale ha conseguido resolver en la práctica todos esos problemas, y ha creado un procesador cuántico de dos qubits. Los resultados de su investigación se han publicado en la revista Nature.

Es la primera vez que se consigue procesar información cuánticamente con un dispositivo superconductor de estado sólido, similar al usado en procesadores y teléfonos móviles actuales. Ya se había experimentado por separado en laboratorio con cada uno de los procesos básicos, pero es la primera vez que se consigue hacer funcionar todo el conjunto en un mismo dispositivo.

En este caso, tan sólo se trata de un procesador de dos qubits. En total son sólo 4 combinaciones diferentes, pero en paralelo. Robert Schoelkopf, uno de los responsables de este logro, lo compara con "tener 4 números de teléfono distintos y no saber cuál es el correcto" y sigue "pero en lugar de tener que probar uno a uno, puedes probar los cuatro números a la vez en una sola llamada, y además sólo comunica con el número correcto".

El potencial de procesamiento de estos procesadores es enorme. Los sistemas de criptografía más complejos actualmente se verían comprometidos, y con ellos toda la información que permanece secreta, para bien o para mal. El mismo Robert Schoelkopf insiste en que "aún estamos lejos de conseguir un verdadero computador cuántico". Aún así, los interesados llevan tiempo preparándose, y están financiando el desarrollo de la criptografía cuántica, que también está haciendo avances importantes.


Rubén Caro
Lunes, 6 de Julio 2009
Artículo leído 19400 veces



Nota

Comente este artículo

1.Publicado por adrian27 el 07/07/2009 02:40
A mi me pareceria mejor idea que trataran de copiar o clonar una celula o varias neuronas del cerebro para tratar de decifrar su funcionamiento y asi ponerlas a trabajar en conjunto para que hagan varias tareas a la vez, no se que opinen ustedes

2.Publicado por Petertroll el 07/07/2009 19:44
Opino que sí, y que ya de paso nos repongan las neuronas perdidas por cacharritos de estos.

3.Publicado por Elena el 09/07/2009 01:46
Después de este articulo, en el LHC deben de hacerle bastante falta uno cuantos procesadores como estos para conocer como se puede controlar particulas a la velocidad de la luz y de este modo enviarlas a un punto determinado de una galaxia y alli montar algun cacharrito. Vaya lelos, ni se pierden neuronas ni las neuronas son más rápidas que un procesador.

4.Publicado por Juanluis el 17/08/2009 00:08
Y me pregunto,se pondran malos?,,,,,,,interactuaran con el entorno ?

saludos

5.Publicado por cami el 09/03/2010 05:07
me parece que tiene mucho potencial y que seria del ser humano si no hubiera tenido ideas?
todavía estaríamos en las cuevas.

6.Publicado por JA el 09/04/2010 14:39
...bueno...no hay que descartar que gracias a estos y otros descubrimientos,que "casualmente" siempre caen en manos de los mismos,acabemos de vuelta a las cuevas o cavernas.

7.Publicado por rene el 17/08/2010 05:08
pues se nota ke no saben de lo ke se trata un procesador kuantiko jajajajajaja ke si se va a enfermar, mejor reproducir una celula y ponerla a trabajar??? eso si es ficcion, aun estamos lejos de trabajar a nivel atomiko pero este fue un gran paso.......(cada dia a nosotros, los ingenieros, nos komplikan mas la vida de una manera exponencial).

8.Publicado por Rodrigo el 08/02/2011 00:01
esta hablando de neuronas, eso no seria trabajo "atomiKo" señor ingeniero, sino celular, para nada q ver... y ademas asta el punto de tocar neuronas creo que no hemos llegado pero desde luego hay muchos recientes avances con celulas madre capaces de regenerar organos... y aprende a escribir... "kuantiko" ... -.-"

9.Publicado por Humberto el 09/04/2012 03:49
En la computación digital, un bit sólo puede tomar dos valores: 0 ó 1. En cambio, en la computación cuántica un qubit puede ser 0, 1 y puede ser 0 y 1 al mismo tiempo, eso permite que se puedan realizar varias operaciones a la vez, según el número de qubits, esto nos permitirá resolver algoritmos que actualmente con la computación digital son muy complejos e ”intratables” y que con los procesadores cuánticos tendremos nuevas y mas veloces soluciones.

Nuevo comentario:
Twitter

Los comentarios tienen la finalidad de difundir las opiniones que le merecen a nuestros lectores los contenidos que publicamos. Sin embargo, no está permitido verter comentarios contrarios a las leyes españolas o internacionales, así como tampoco insultos y descalificaciones de otras opiniones. Tendencias21 se reserva el derecho a eliminar los comentarios que considere no se ajustan al tema de cada artículo o que no respeten las normas de uso. Los comentarios a los artículos publicados son responsabilidad exclusiva de sus autores. Tendencias21 no asume ninguna responsabilidad sobre ellos. Los comentarios no se publican inmediatamente, sino que son editados por nuestra Redacción. Tendencias21 podrá hacer uso de los comentarios vertidos por sus lectores para ampliar debates en otros foros de discusión y otras publicaciones.

Otros artículos de esta misma sección
< >

Noticias de CODDII