Los ordenadores cuanticos

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  • Publicado : 4 de mayo de 2011
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Qué son y qué serán los ordenadores cuánticos
Los ordenadores cuánticos han dejado de ser sólo ciencia ficción ya que se han construido algunos prototipos experimentales e incluso han funcionado, aunque la capacidad de estos en estos momentos en comparación la de un ordenador convencional es menor.
Hoy en día tendemos a identificar los ordenadores con chips de silicio, una tecnología quetiene unas ventajas indiscutibles. Pero a lo largo de la historia se han hecho cálculos usando ingenios muy diferentes que funcionaban con mecanismos electromecánicos, luz, o moléculas de ADN, por no citar una larga lista de dispositivos intencionadamente raros. Un ordenador cuántico es un aparato que hace cálculos de tal forma que son importantes los estados cuánticos de sus registros o como mejor seconoce sus memorias.
La ventaja de los ordenadores cuánticos es que pueden usar un único dispositivo para efectuar simultáneamente un número astronómico de operaciones. En un principio, en teoría este número es ilimitado pero a la hora de la práctica las cosas cambian.

Cómo funciona un ordenador cuántico
En un ordenador tradicional la información se guarda y se procesa en bits, que puedenvaler 0 o 1 siendo estas dos sus únicas posibilidades. En cambio en un ordenador cuántico la información se guarda y se procesa en qubits (del inglés quantum bits). Un qubit es un bit que se encuentra en una superposición de estados, de forma que, entre comillas, "puede valer 1 y 0 a la vez". Así, al poder almacenar una mezcla de ambos valores a la vez en cada qubit podemos tratar toda lainformación de una sola vez.
En un ordenador tradicional los bits se representan con voltajes; por ejemplo, un chip puede estar diseñado para que todo voltaje entre 0 y 2 voltios represente un 0, y entre 4 y 6 voltios represente un 1. Los bits se guardan en memorias formadas por circuitos diseñados para mantener estables dos voltajes, digamos 1 y 5 voltios, de forma que puedan "recordar" ceros y unos.Los bits se copian "mandando voltajes" por cables. Se opera con los bits en unos circuitos llamados puertas lógicas. Los detalles de exactamente cómo funcionan todas estas cosas no son demasiado importantes; en los años 40 se usaban válvulas de vacío, luego vinieron los transistores, los circuitos integrados y los microchips, y sin embargo los ordenadores no cambiaron esencialmente.
Losordenadores cuánticos tienen sus propias formas de representar, guardar, copiar y operar qubits. Igual que ocurre con los bits, la forma exacta en que hagan estas cosas no es demasiado importante, y sería absurdo intentar adivinar ahora qué tecnologías se usarán en el futuro. Pero para concretar ideas puede ser útil comentar algo sobre cómo se ha hecho esto en los ordenadores cuánticos construidos hastahoy. En algunos casos se han usado iones atrapados en campos eléctricos dentro de cámaras de vacío a temperaturas bajísimas; estos iones se pueden manipular con láseres. En otros casos, cada qubit se ha representado con el spin de un electrón atrapado en un pozo cuántico, de forma que si "giraba" en un sentido representaba un 1 y si giraba en el sentido contrario representaba un 0. En estos casos elvalor el qubit se puede manipular con campos magnéticos. Se opera con los qubits en las puertas cuánticas, cuyo funcionamiento tiende a ser muy complicado de explicar.
En cualquier caso, notamos que los qubits se guardan en elementos muy pequeños (átomos o electrones) y para manipularlos hace falta una maquinaria muy grande que está controlada por ordenadores tradicionales.
Quizás convengaaclarar que un nanoordenador es (o será, mejor dicho) un ordenador construido con piezas extremadamente pequeñas, del tamaño de una molécula. Es de esperar que en los nanoordenadores serán importantes los efectos cuánticos, pero en principio ni los ordenadores cuánticos tienen que ser nanoordenadores, ni los nanoordenadores tienen que ser cuánticos.
Hay dos diferencias importantes entre un...
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