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La computación cuántica se basa en los principios de la mecánica cuántica, la rama de la física que explica el comportamiento de las partículas a nivel atómico y subatómico. Los conceptos clave incluyen la cuantificación de energía, la dualidad onda-partícula, el principio de incertidumbre de Heisenberg y el principio de correspondencia, que garantiza que las nuevas teorías sigan siendo consistentes con la física clásica.
A diferencia de los bits clásicos que representan 0 o 1, los bits cuánticos (qubits) pueden existir en una superposición de ambos estados simultáneamente. Esto permite que un procesador cuántico con muchos qubits explore una gran cantidad de posibles soluciones en paralelo. El entrelazamiento cuántico, lo que Einstein describió como “acción espeluznante a distancia”, permite que los qubits se influyan entre sí instantáneamente, incluso cuando están físicamente separados, eliminando la necesidad de cables entre qubits distantes.
Debido a su extraordinaria velocidad, las computadoras cuánticas podrían descifrar los esquemas de cifrado modernos y comprometer la ciberseguridad. Sin embargo, cuando se aprovechan de manera responsable, prometen avances en inteligencia artificial, ciencia de materiales, tecnología energética y logística. Por ejemplo, las simulaciones cuánticas podrían diseñar células solares más eficientes, optimizar las baterías de los vehículos eléctricos y agilizar el flujo del tráfico.
Los sistemas cuánticos actuales aún no pueden duplicar ni almacenar permanentemente información de qubits. Los investigadores están explorando medios de almacenamiento alternativos, incluido el ADN. En 2017, un equipo demostró que un solo gramo de ADN podría codificar aproximadamente 215 millones de gigabytes de datos, superando con creces la capacidad del almacenamiento bidimensional convencional y ofreciendo un medio compacto y duradero.
Los líderes de la industria están compitiendo para construir la próxima generación de procesadores. IBM ofrece acceso cuántico basado en la nube, lo que permite a investigadores de todo el mundo experimentar. Microsoft está integrando capacidades cuánticas en Visual Studio, centrándose en los fermiones de Majorana, mientras que Google pretende lograr la “supremacía cuántica” superando a las supercomputadoras actuales. A pesar del rápido progreso, las máquinas cuánticas prácticas aparecerán por primera vez en laboratorios de investigación y centros de estudios; Es probable que aún falten varios años para una disponibilidad comercial generalizada.
