Crean "computadora cuántica" que podría resolver problemas más rápido

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Por Sophimania Redacción
30 de Mayo de 2014 a las 12:39
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Crean "computadora cuántica" que podría resolver problemas más rápido

Científicos dicen haber obtenido la mejor evidencia hasta ahora de un importante fenómeno de la física cuántica dentro de una computadora de 15 mil dólares, construida por una empresa canadiense.

La empresa D-Wave afirma haber construido la primera computadora cuántica práctica, un tipo de máquina capaz de resolver problemas complejos más rápido de lo que es posible hoy en día. Los resultados acaban de ser publicados en la revista revisada por pares Physical Review X.

 

 

La computación cuántica

Los científicos dicen haber demostrado que un efecto llamado "entrelazamiento" está presente en ocho unidades de información cuántica. El entrelazamiento es un paso clave hacia la construcción de una plataforma práctica.

Las computadoras cuánticas aprovechan el principio de superposición o entrelazamiento para sacarles más partido a los bits. Un bit cuántico, o qubit, tiene más posibilidades de almacenar información porque, además de los dos estados clásicos 1 y 0, puede encontrarse en una superposición de éstos. Dicho de otro modo, puede estar parcialmente en uno y otro al mismo tiempo. La gama de posibilidades varía continuamente del 0 al 1, con superposiciones que contienen más o menos de los dos estados clásicos.

El qubit lleva una vida mucho más compleja que el bit clásico. Esto finalmente define la importancia de los sistemas cuánticos para la informática y la computación. Podemos imaginar al qubit como un vector. La longitud de este vector es fija, pero puede apuntar en cualquier dirección, a diferencia del bit clásico, que solo puede apuntar, digamos, hacia arriba y hacia abajo.

Una computadora clásica hace cálculos mediante el procesamiento de bits que representan unos y ceros. Pero un ordenador cuántico usa la idea de entrelazamiento o superposición cuántico, por la cual la información puede existir como un uno y un cero o un número infinito de superposición de los dos estados al mismo tiempo.

Efectivamente estos bits cuánticos o qubits como son conocidos, permiten trabajar en paralelo en lugar de forma secuencial, por lo que los ordenadores cuánticos pueden resolver ciertos problemas más rápido que las computadoras clásicas.

 

 

cuantica dwave

D-WAVE

 

 

El entrelazamiento

 

"Este es el primer artículo científico revisado por pares que demuestra el entrelazamiento en los procesadores de D -Wave", explica el Dr. Colin Williams, director de desarrollo de negocios de D-Wave. Como se sabe, ya desde el año pasado la empresa viene desarrollando la tecnología cuántica para la elaboración de computadoras.

"Lo que es aún más notable es que esta es la mayor demostración de este fenómeno en cualquier esquema cuántico o computacional hasta el momento", dijo. "Es un gran logro para el campo".

D -Wave ha adoptado un enfoque diferente conocido como "temple cuántico", por el cual se adapta un algoritmo clásico. En un tipo particular de problema matemático conocido como un problema de optimización, el temple puede, en teoría, facilitar a las computadoras clásicas el llegar a la mejor respuesta

El Dr. Federico Spedalieri http://www.isi.edu/people/fspedali/about del Instituto de Ciencias de la Universidad Viterbi del sur de California y co-autor del artículo, dijo que "no hay manera de evitar que los sistemas cuánticos se entrelacen, estos resultados son la prueba experimental que hemos estado buscando".

El profesor Alan Woodward, de la Universidad de Surrey, explicó que "uno de los tres efectos cuánticos que se necesita para que pueda ser definido como una computadora cuántica es que suceda el entrelazamiento".

 

 

 

La física cuántica

 

La máquina de Turing, antecedente de las computadoras que utilizamos hoy en día, y por lo tanto todas las computadoras de hoy, funcionan de acuerdo con las leyes de la llamada física clásica. Ésta prescribe que los bits tengan uno de dos valores bien definidos, es decir, que los transistores operen como puertas que se abren o se cierran, dejando pasar o interrumpiendo la corriente, sin ambigüedades.

 

 

Física cuántica: Principio de superposición y entrelazamiento. Video: Redes Física Cuántica

 

 

 

Pero la mecánica cuántica, teoría que describe el comportamiento de la materia en la escala de los átomos y las partículas subatómicas como el electrón, ha demostrado que nuestro mundo es más complicado.

Prof. Woodward comentó: "En la física cuántica, una de las cosas realmente difíciles es ser testigo de algo, porque tan pronto como se es testigo de algo, uno mismo interfiere con él".

"Al ser un testigo, tenemos que tener cuidado de no convertirnos en parte de lo que estamos viendo".

Nada impide resolver ecuaciones de movimiento cuántico con una computadora clásica. Pero la dificultad es que solo podríamos resolver problemas muy simples y de poco interés, en los que intervienen solo unas cuantas partículas (en un sistema cuántico de interés hay miles de millones de partículas).

Si el número de partículas aumenta, la capacidad de la máquina debe aumentar exponencialmente. Para simular procesos cuánticos no triviales la computadora clásica tendría que ser gigantesca, porque su capacidad aumenta en forma lineal. Es por esto que nace la importancia de generar computadoras cuánticas.

 

 

Los escépticos


Los escépticos sobre las computadoras D-Wave como el profesor Scott Aaronson, del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) dicen que las máquinas se muestran "bastante buenas", pero no necesariamente cree que puedan llegar a gran escala.

El temple cuántico no es tan susceptible a este problema, pero los defensores del modelo de qubits argumentan que el enfoque de D-Wave no puede proporcionar el aumento esperado en el rendimiento que es teóricamente posible con este modelo. Aún no han desarrollado la tecnología necesaria para lograr ese objetivo.

Además, en algunas pruebas del estudio, el equipo del D-Wave encontró que su computadora cuántica no ofrece ninguna mejora en comparación con el rendimiento de una computadora clásica.

 

 

FUENTES: UNAM, BBC


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