{"id":11719,"date":"2018-09-07T08:58:54","date_gmt":"2018-09-07T14:58:54","guid":{"rendered":"http:\/\/otech.uaeh.edu.mx\/noti\/?p=11719"},"modified":"2018-09-07T09:00:29","modified_gmt":"2018-09-07T15:00:29","slug":"computacion-cuantica-o-un-ordenador-lleno-de-gatos-de-schrodinger","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/otech.uaeh.edu.mx\/noti\/computacion-cuantica\/computacion-cuantica-o-un-ordenador-lleno-de-gatos-de-schrodinger\/","title":{"rendered":"Computaci\u00f3n cu\u00e1ntica, o un ordenador lleno de gatos (de Schr\u00f6dinger)"},"content":{"rendered":"<p>l gato de Schr\u00f6dinger es el gato m\u00e1s famoso de la Historia de la Ciencia por una curiosa caracter\u00edstica: metido dentro de su caja puede estar\u00a0vivo y muerto al mismo tiempo. No vivo o muerto, sino vivo y muerto a la vez. Su estado solo se determina cuando alguien abre la tapa y mira dentro. Entonces encontrar\u00e1 al gato tieso o maullando.<!--more--><\/p>\n<p class=\"Cuerpo\">Con esta met\u00e1fora se pretende visibilizar una de las caracter\u00edsticas de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica: los objetos cu\u00e1nticos, que viven en el mundo subat\u00f3mico (los gatos, por tanto, no lo son), pueden estar en varios estados a la vez. Por ejemplo, un electr\u00f3n puede estar en una superposici\u00f3n de dos estados de spin a la vez (<em>grosso modo<\/em>, como si\u00a0<em>rotase<\/em>\u00a0en ambos sentidos al mismo tiempo). S\u00ed, es dif\u00edcil de entender para la mente humana.<\/p>\n<section id=\"sumario_2|foto\" class=\"sumario_foto centro\"><a name=\"sumario_2\"><\/a><\/p>\n<div class=\"sumario__interior\">\n<figure class=\"foto foto_w980\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/rt00.epimg.net\/retina\/imagenes\/2018\/09\/06\/tendencias\/1536224415_863634_1536226359_sumario_normal.jpg\" srcset=\" \/\/rt00.epimg.net\/retina\/imagenes\/2018\/09\/06\/tendencias\/1536224415_863634_1536226359_sumario_normal_recorte1.jpg 1960w, \/\/rt00.epimg.net\/retina\/imagenes\/2018\/09\/06\/tendencias\/1536224415_863634_1536226359_sumario_normal_recorte2.jpg 720w , \/\/rt00.epimg.net\/retina\/imagenes\/2018\/09\/06\/tendencias\/1536224415_863634_1536226359_sumario_normal.jpg 980w\" alt=\"Computaci\u00f3n cu\u00e1ntica, o un ordenador lleno de gatos (de Schr\u00f6dinger)\" width=\"980\" height=\"654\" \/><figcaption class=\"foto-pie\"><span class=\"foto-texto\"><span class=\"foto-firma\"><span class=\"foto-agencia\">Getty Images<\/span><\/span><\/span><\/figcaption><\/figure>\n<div class=\"sumario-texto\"><\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n<p class=\"Cuerpo\">&#8220;Bas\u00e1ndose en caracter\u00edsticas de la naturaleza del mundo microsc\u00f3pico como esta, la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica (CC) pretende hacer c\u00e1lculos y fabricar ordenadores m\u00e1s r\u00e1pidos y eficientes&#8221;, dice Francisco G\u00e1lvez experto de larga trayectoria en IBM dedicado a la difusi\u00f3n de la CC que ahora afronta otros proyectos.<\/p>\n<ul>\n<li><strong>\u00bfC\u00f3mo se computa?<\/strong><\/li>\n<\/ul>\n<p class=\"Cuerpo\">Antes de entender la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica es preciso entender la computaci\u00f3n cl\u00e1sica. Los ordenadores normales, como los que usamos usted y yo, funcionan a base de los d\u00edgitos 0 y 1 (de ah\u00ed el popular t\u00e9rmino\u00a0<em>digital<\/em>). Estos 0 y 1 abstractos, llamados bits, en el mundo f\u00edsico se encarnan en peque\u00f1as corrientes el\u00e9ctricas que representan el 0 y el 1 y cuyos interruptores son unos ingenios llamados transistores, fundamentales para la tecnolog\u00eda. En un chip de silicio hay miles de millones de transistores diminutos. Con esas diminutas corrientes el\u00e9ctricas se hacen millones de operaciones matem\u00e1ticas por segundo (de ah\u00ed los gigahertzios de los procesadores). Cuando usted juega a un videojuego o escribe en un procesador de texto o pierde el tiempo en una red social, lo que hay detr\u00e1s, en el fondo, son estos millones y millones de operaciones matem\u00e1ticas ultrarr\u00e1pidas. He aqu\u00ed el prodigio de la inform\u00e1tica.<\/p>\n<p class=\"Cuerpo\">Se puede trazar alguna analog\u00eda entre la historia de la computaci\u00f3n cl\u00e1sica y la cu\u00e1ntica. &#8220;Este es un momento dulce para la CC&#8221;, dice Miguel \u00c1ngel Mart\u00edn-Delgado, catedr\u00e1tico de F\u00edsica Te\u00f3rica de la\u00a0Universidad Complutense de Madrid (UCM). &#8220;Es como si estuvi\u00e9ramos en el garaje con Steve Jobs, no se daban cuenta de que se estaba produciendo una revoluci\u00f3n con ese tipo ordenadores de garaje. En ese momento de ebullici\u00f3n estamos ahora con los ordenadores cu\u00e1nticos&#8221;.<\/p>\n<ul class=\"en_contenido\">\n<li><strong>Los qubits<\/strong><\/li>\n<\/ul>\n<p class=\"Cuerpo\">La novedad con la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica es que, en vez de usar transistores que puedan generar estados 0 o 1, utiliza los llamados qubits (bits cu\u00e1nticos), que no solo est\u00e1n en 0 o 1 sino en una superposici\u00f3n de ambos estados, como el gato de Schr\u00f6dinger, muerto y vivo a la vez. Esta superposici\u00f3n de estados posibilita una capacidad de computaci\u00f3n exponencialmente mayor, ordenadores m\u00e1s r\u00e1pidos y eficientes. Eso s\u00ed, mientas nadie \u201cmire\u201d a los qubits, mientas nadie abra la caja del gato.<\/p>\n<p class=\"Cuerpo\">Para realizar los qubits f\u00edsicamente se utilizan ciertos dispositivos, igual que los ordenadores cl\u00e1sicos han usado rel\u00e9s, bombas de vac\u00edo y, ahora, millones de peque\u00f1os transistores. La base palpable de un ordenador cu\u00e1ntico puede ser de varios tipos. Por ejemplo, las trampas de iones, que toman \u00e1tomos a los que le faltan uno o varios electrones (los iones) y los hacen interaccionar con l\u00e1seres, o los anillos superconductores a temperaturas cercanas al cero absoluto. Esta \u00faltima es la tecnolog\u00eda m\u00e1s utilizada en la actualidad. Cualquiera de estos ingenios puede simular un qubit en superposici\u00f3n de varios estados.<\/p>\n<p class=\"Cuerpo\">La Ley de Moore sobre el crecimiento\u00a0\u00a0 exponencial de la computaci\u00f3n llega a su fin al alcanzarse los l\u00edmites de la naturaleza\u201d<\/p>\n<p class=\"Cuerpo\">La ventaja de los qubits es que, gracias a propiedades como la superposici\u00f3n y el entrelazamiento cu\u00e1ntico (cuando se opera con dos o m\u00e1s de ellos), pueden realizar muchas m\u00e1s operaciones al mismo tiempo que los bits cl\u00e1sicos. Y ese n\u00famero de operaciones crece de manera exponencial (2 elevado a n) con el n\u00famero (n) de qubits. Con un qubit se pueden hacer dos operaciones a la vez. Con dos qubits, cuatro operaciones. Con 10 qubits, 1024 operaciones al mismo tiempo. Con 15 qubits, 32.768 operaciones&#8230; Con esta potencia de c\u00e1lculo problemas antes considerados dif\u00edciles de procesar se hacen f\u00e1cilmente resolubles.<\/p>\n<p class=\"Cuerpo\">Las dificultades que aparecen en el camino hacia la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica no son f\u00e1ciles de sortear. Las principales tienen que ver con la sensibilidad de los qubits a las perturbaciones y al ruido. \u201cSon el problema de la decoherencia, que es la destrucci\u00f3n de los estados cu\u00e1nticos por interacci\u00f3n con el entorno, y el de la precisi\u00f3n: ahora mismo la precisi\u00f3n de un ordenador cu\u00e1ntico puede ser de un 99,3%\u201d, dice Juan Jos\u00e9 Garc\u00eda Ripoll, investigador del Instituto de F\u00edsica Fundamental del Consejo Superior de Investigaciones Cient\u00edficas (CSIC).<\/p>\n<section id=\"sumario_3|foto\" class=\"sumario_foto centro\"><a name=\"sumario_3\"><\/a><\/p>\n<div class=\"sumario__interior\">\n<figure class=\"foto foto_w980\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/rt00.epimg.net\/retina\/imagenes\/2018\/09\/06\/tendencias\/1536224415_863634_1536226402_sumario_normal.jpg\" srcset=\" \/\/rt00.epimg.net\/retina\/imagenes\/2018\/09\/06\/tendencias\/1536224415_863634_1536226402_sumario_normal_recorte1.jpg 1960w, \/\/rt00.epimg.net\/retina\/imagenes\/2018\/09\/06\/tendencias\/1536224415_863634_1536226402_sumario_normal_recorte2.jpg 720w , \/\/rt00.epimg.net\/retina\/imagenes\/2018\/09\/06\/tendencias\/1536224415_863634_1536226402_sumario_normal.jpg 980w\" alt=\"Computaci\u00f3n cu\u00e1ntica, o un ordenador lleno de gatos (de Schr\u00f6dinger)\" width=\"980\" height=\"679\" \/><figcaption class=\"foto-pie\"><span class=\"foto-texto\"><span class=\"foto-firma\"><span class=\"foto-agencia\">Getty Images<\/span><\/span><\/span><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/section>\n<p class=\"Cuerpo\">\u201c<em>Nobody is perfect<\/em>\u201d, dice el catedr\u00e1tico Mart\u00edn-Delgado, parte de cuyo trabajo en el Grupo de Informaci\u00f3n y Computaci\u00f3n Cu\u00e1nticas de la UCM consiste en acabar con los errores de los ordenadores cu\u00e1nticos. \u201cEstos errores tienen su fuente en el ambiente, los qubits se acoplan al exterior, a campos magn\u00e9ticos o el\u00e9ctricos, a efectos t\u00e9rmicos. Luego cuando quieres hacer una operaci\u00f3n l\u00f3gica no sale perfecta\u201d, explica. El ambiente act\u00faa como el observador del gato Schr\u00f6dinger, destruye la superposici\u00f3n de estados cu\u00e1nticos. Los qubits prefieren trabajar aislados, lejos de la mirada del mundo: de otra manera se ponen en huelga. Adem\u00e1s, cuantos m\u00e1s qubits hay en un ordenador, m\u00e1s f\u00e1cilmente puede producirse la decoherencia, cada vez es m\u00e1s dif\u00edcil hacerlos trabajar juntos sin romper el delicado \u201csilencio\u201d que necesitan.<\/p>\n<ul class=\"en_contenido\">\n<li><strong>\u00bfPara qu<\/strong><strong>\u00e9<\/strong>\u00a0<strong>sirve?<\/strong><\/li>\n<\/ul>\n<p class=\"Cuerpo\">\u00bfPara qu\u00e9 servir\u00eda (o sirve) la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica? Por el momento es de utilidad en criptograf\u00eda y se puede usar para c\u00e1lculos qu\u00edmicos, dise\u00f1os de nuevos materiales o para buscar con rapidez en grandes bases de datos no indexadas. Puede ayudar al\u00a0<em>machine learning<\/em>\u00a0y al desarrollo de la inteligencia artificial. No conocemos todo su potencial: al comienzo de la inform\u00e1tica cl\u00e1sica, cuando el ordenador ENIAC ocupaba una habitaci\u00f3n entera, solo se utilizaba para complejos c\u00e1lculos de bal\u00edstica militar u otros grandes c\u00e1lculos industriales y nadie si imaginaba el sin fin de aplicaciones que la inform\u00e1tica llegar\u00eda a ofrecer al ciudadano de a pie. O que cada ciudadano tendr\u00eda un\u00a0<em>smartphone<\/em>\u00a0en su mano como una prolongaci\u00f3n de su cuerpo.<\/p>\n<p class=\"Cuerpo\"><strong>&#8220;<\/strong>La computaci\u00f3n cu\u00e1ntica lleva unos veinte a\u00f1os cocin\u00e1ndose&#8221;, explica Ignacio Cirac, el investigador espa\u00f1ol del Instituto Max Plack. La investigaci\u00f3n se inici\u00f3 en las universidades y centros de investigaci\u00f3n: en ellos se consigui\u00f3 construir los primeros prototipos, que han ido evolucionando hasta llegar a los 10 qubits). &#8220;Lo que ha cambiado hace un par de a\u00f1os&#8221;, contin\u00faa Cirac, &#8220;es que grandes empresas tecnol\u00f3gicas han anunciado que van a dedicar grandes esfuerzos a construir ordenadores cu\u00e1nticos m\u00e1s potentes&#8221;. Google, IBM, Intel o\u00a0Microsoft entre otras, invierten ahora no pocos esfuerzos y compiten por desarrollar esta tecnolog\u00eda.<\/p>\n<section id=\"sumario_4|foto\" class=\"sumario_foto centro\"><a name=\"sumario_4\"><\/a><\/p>\n<div class=\"sumario__interior\">\n<figure class=\"foto foto_w980\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/rt00.epimg.net\/retina\/imagenes\/2018\/09\/06\/tendencias\/1536224415_863634_1536226660_sumario_normal.jpg\" srcset=\" \/\/rt00.epimg.net\/retina\/imagenes\/2018\/09\/06\/tendencias\/1536224415_863634_1536226660_sumario_normal_recorte1.jpg 1960w, \/\/rt00.epimg.net\/retina\/imagenes\/2018\/09\/06\/tendencias\/1536224415_863634_1536226660_sumario_normal_recorte2.jpg 720w , \/\/rt00.epimg.net\/retina\/imagenes\/2018\/09\/06\/tendencias\/1536224415_863634_1536226660_sumario_normal.jpg 980w\" alt=\"Computaci\u00f3n cu\u00e1ntica, o un ordenador lleno de gatos (de Schr\u00f6dinger)\" width=\"980\" height=\"566\" \/><figcaption class=\"foto-pie\"><span class=\"foto-texto\"><span class=\"foto-firma\"><span class=\"foto-agencia\">Getty Images<\/span><\/span><\/span><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/section>\n<p class=\"Cuerpo\">Por el momento han construido prototipos mayores (de hasta m\u00e1s de 50 qubits), todav\u00eda imperfectos. Por tanto, en palabras de Cirac, &#8220;los retos que se presentan son: primero, mejorar los prototipos actuales para que tengan menos errores; segundo, desarrollar aplicaciones para estos prototipos; y tercero, a mucho m\u00e1s largo plazo, construir ordenadores mucho mayores (de millones de qubits) en donde no se produzcan errores (o se puedan corregir)\u201d.<\/p>\n<p class=\"Cuerpo\">Existen varios tipos de ordenadores cu\u00e1nticos. &#8220;Algunos, llamados optimizadores, resuelven solo problemas de optimizaci\u00f3n&#8221;, dice Garc\u00eda Ripoll. Por ejemplo, en el optimizador D-wave (tambi\u00e9n llamado computador adiab\u00e1tico) &#8220;se reformula el problema como la energ\u00eda de un sistema f\u00edsico y se buscan sus m\u00ednimos, arrojando as\u00ed soluciones al problema&#8221;, dice el cient\u00edfico. As\u00ed, la empresa Volkswagen ya trabaja con D-Wave para optimizar rutas de coches en lugares como Beijing y luchar contra los atascos.<\/p>\n<p class=\"Cuerpo\">Luego est\u00e1n los ordenadores propiamente dichos, porque pueden ser programados para resolver cualquier problema. Como la m\u00e1quina que imagin\u00f3 Alan Turing y que define lo que es un ordenador. Son los que tratan de desarrollar las grandes empresas antes citadas.<\/p>\n<ul class=\"en_contenido\">\n<li><strong>\u00bfQui\u00e9n vencer\u00e1?<\/strong><\/li>\n<\/ul>\n<p class=\"Cuerpo\">El t\u00e9rmino\u00a0<em>supremac\u00eda cu\u00e1ntica<\/em>\u00a0es rechazado por muchos cient\u00edficos por sus feas connotaciones, y tratan de cambiarlo por uno m\u00e1s amable y preciso: la\u00a0<em>ventaja cu\u00e1ntica<\/em>. Esta se dar\u00e1 cuando un ordenador cu\u00e1ntico consiga resolver el mismo problema que un ordenador cl\u00e1sico (uno de los potentes supercomputadores) en un tiempo menor. El momento, seg\u00fan conf\u00edan los expertos, est\u00e1 cerca. En Google aseguran tenerlo al alcance de los dedos con su procesador cu\u00e1ntico Bristlecone. Tal hecho significar\u00e1 un punto de inflexi\u00f3n en la historia de la tecnolog\u00eda.<\/p>\n<p class=\"Cuerpo\">La CC, adem\u00e1s, es un paso necesario para el progreso tecnol\u00f3gico: la miniaturizaci\u00f3n est\u00e1 llegando a su fin, porque los transistores de los ordenadores cl\u00e1sicos ya son demasiado peque\u00f1os:\u00a0<a href=\"https:\/\/cincodias.elpais.com\/tag\/intel\/a\">Intel<\/a>\u00a0ya los construye de solo 10 nan\u00f3metros. Es un ingenio muy peque\u00f1o: un \u00e1tomo mide algo menos de un nan\u00f3metro. Y no se puede construir un transistor m\u00e1s peque\u00f1o que un \u00e1tomo, que es el ladrillo del que est\u00e1n hechas las cosas. El l\u00edmite est\u00e1 cerca. \u201cAdem\u00e1s, a esas escalas nanom\u00e9tricas pueden aparecen efectos cu\u00e1nticos no deseados que hagan fallar el funcionamiento de los chips\u201d, confirma el catedr\u00e1tico Mart\u00edn-Delgado. La famosa Ley (emp\u00edrica) de Moore, que dice que la potencia de los ordenadores crece de forma exponencial, dobl\u00e1ndose cada 18 meses, llega a su fin por darse con los propios l\u00edmites que pone la naturaleza. El camino natural a seguir es el de la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica.<\/p>\n<p>\u00bfSignificar\u00e1 la llegada de los ordenadores cu\u00e1nticos la desaparici\u00f3n de los computadores cl\u00e1sicos? \u201cNo\u201d, explica Mart\u00edn-Delgado, \u201cen realidad ambos tipos de computaci\u00f3n siempre van a convivir. Para tratar los datos que arroje un ordenador cu\u00e1ntico siempre ser\u00e1 necesario un computador cl\u00e1sico. Tampoco va a acabar con la creatividad humana: cuando obtienes un dato tendr\u00e1s que seguir pensando para ver qu\u00e9 es lo que has obtenido\u201d.<\/p>\n<p><strong>Fuente: Retina El Pais<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>l gato de Schr\u00f6dinger es el gato m\u00e1s famoso de la Historia de la Ciencia por una curiosa caracter\u00edstica: metido dentro de su caja puede estar\u00a0vivo y muerto al mismo tiempo. No vivo o muerto, sino vivo y muerto a la vez. Su estado solo se determina cuando alguien abre la tapa y mira dentro. 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