Ordenadores cuánticos.

 La Mecánica Cuántica es una parte de la Ciencia Físico - Matemática que describe y explica el funcionamiento del mundo submicroscópico, hábitat natural de moléculas, átomos y electrones. Gracias a ella no solo se ha conseguido explicar esos fenómenos, sino que ha sido posible entender que la realidad subatómica funciona de forma completamente contra intuitiva, casi mágica, y que en el mundo submicroscópico tienen lugar sucesos que no ocurren en el mundo macroscópico.

El campo de la “tecnología cuántica” está teniendo  y tendrá, todavía más en en futuro próximo, un impacto muy significativo dentro de una amplia gama de sectores tecnológicos y consecuentemente, también, económicos.

Todo ésto decíamos enun anterior artículo de este blog:

https://lasmejoresideasdejeugenio.wordpress.com/2020/06/15/tecnologia-cuantica/

Los ordenadores cuánticos son una de las mayores promesas tecnológicas del futuro: en el mundo del Big Data, su enorme potencia permitirá procesar el enorme flujo de información con una eficacia y rapidez nunca vistas. 

Hace unos meses en Shenzhen, China, se presentó un prototipo de ordenador cuántico de sobremesa SpinQ Gemini; la intención de la compañía sería lanzar una versión simplificada en el cuarto trimestre de 2021 con un precio aproximado de 5.000 euros.

El objetivo es llevar la tecnología cuántica a las escuelas y universidades para comprender mejor cómo funciona esta tecnología y cómo se pueden controlar los qubits y algoritmos cuánticos. 

Este nuevo ordenador se aleja de las megamáquinas que han construido las grandes corporaciones tecnológicas como IBM o Google que tienen unos 50 qubits y cuestan más de 10 millones de dólares, frente a los 2 qubits de la SpinQ Gemini. 

El ordenador de SpinQ Technology es capaz de operar más de 10 algoritmos cuánticos . En la información aportada por la compañía se comparan sus resultados con los conseguidos por el procesador Yorktown de IBM que está disponible a través de IBM Quantum Experience en la nube. 

Sin embargo, con solo 2 qubits sus resultados no serán más poderosos que los de una computadora convencional. En los próximos meses se podría presentar una versión de este ordenador con 3 qubits. Aún así, su objetivo no es la rapidez, sino acercar esta novedosa tecnología a los estudiantes.

El equipo de SpinQ dice que ya ha sido vendido a instituciones en Canadá, Taiwán y China y el objetivo, con las futuras versiones, es que la tecnología cuántica empiece a llegar a centros con menos recursos.

Antes de comercializar en serie este equipo hay que solucionar varios problemas: el principal, la “inestabilidad de sus componentes”, que al mínimo fallo pueden producir errores que se propaguen por todo el sistema, invalidando todas las operaciones. Es por ello que los físicos llevan tiempo buscando un método para corregir errores cuánticos; «de cara al futuro, la implicación es que puede haber más vías para proteger nuestros cúbits de errores y hacer los sistemas menos costosos; por tanto, mediante estos experimentos se aumenta la perspectiva de construir una computadora cuántica útil y resistente a fallo en medio o largo plazo». La computación cuántica cada vez está más cerca.

La principal diferencia entre los ordenadores clásicos y los cuánticos es su 'lenguaje': los primeros hablan en 'bits', que se traducen en 1 ó 0; los segundos, lo hacen en 'cúbits', que pueden ser a la vez 1 y 0, lo que multiplica exponencialmente la información que pueden transmitir. Sin embargo, estos cúbits son muy inestables por varias razones, y por ello las computadoras cuánticas de superconductores utilizan circuitos muy sensibles que tienen que, por ejemplo, mantener 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.

Hasta ahora, la implementación de un sistema eficiente de “corrección de errores cuánticos (QEC por sus siglas en inglés)” requería verificar periódicamente los errores y corregirlos en el momento, una tarea muy exigente en cuanto a recursos de hardware y que dificulta mucho la escalada industrial de estos equipos. Sin embargo, el nuevo experimento que proponen los investigadores es lograr que estos errores se corrijan 'solos' adaptando precisamente su debilidad: la fragilidad del sistema.De cara al futuro, la implicación es que puede haber más vías para proteger nuestros cúbits de errores y hacer los sistemas menos costosos. Por lo tanto, este experimento aumenta la perspectiva de construir potencialmente una computadora cuántica útil tolerante a fallo en medio o largo plazo»; en definitiva, la computación cuántica cada vez está más cerca.

F.J. de C.

Madrid, 17 de febrero de 2021