Durant els últims mesos molt s'està parlant sobre computació quàntica, Una nova tecnologia que molts experts no dubten a catalogar com el futur dels ordinadors tot i que la mateixa podríem dir sense por a equivocar-nos que encara està en bolquers, és a dir, encara cal dedicar molt de temps a tasques de recerca i desenvolupament , fabricació de nous prototips i proves en laboratori fins que veritablement puguem fer ús de la mateixa en un altre tipus d'entorns.
Malgrat això, tot i que encara queda molta feina per fer, la veritat és que són moltes les empreses tecnològiques de primer nivell que estan tractant descobrir quina és la millor manera en la qual poder començar a treure partit a tot el que a dia d'avui coneixem sobre la computació quàntica. Com a detall, comentar-te que entre les grans empreses que treballen en aquest camp trobem a IBM, Microsoft o Google, aquesta última i malgrat el complicat que és conèixer el rendiment actual d'aquesta tecnologia, va anunciar fa tan sols uns mesos que el seu últim prototip, batejat com D-Wave 2X, era unes 100 vegades més ràpid que un ordinador convencional.
Què és la computació quàntica?
La computació quàntica és una nova tecnologia que està cridada, com dèiem, a ser el futur de la informàtica. El primer que crida especialment l'atenció de la mateixa és que, mentre actualment es treballa amb els denominats bit, unitat mínima d'informació que pot tenir tan sols dos valors (zero o un) en aquesta nova i complicada tecnologia es treballa sobre els anomenats qubits on no només pot existir un zero o un u, sinó que a més és possible que hi hagi una superposició o combinació d'ambdues.
Per explicar això una mica millor, hem de tirar de la física i concretament, tal com expliquen alguns experts, de l' principi de conservació de l'energia, Mateix que segur et sonarà i que explica que l'energia d'un sistema aïllat sempre es conserva. Aquest principi el que ens diu, a manera d'exemple, és que si aconseguíssim idear un sistema on tan sols poguéssim ficar un got, en el mateix no hi ha fregament algun, i aquest gira a unes 5 voltes per segon, pel fet que no hi ha influència externa, aquest giraria sempre a la mateixa velocitat.
Seguint amb l'exemple, imagina que en un moment donat, el nostre got es divideix en dos. Segueix sense existir cap tipus d'influència externa pel que aquesta velocitat de gir hauria de mantenir-se. D'aquesta manera, si un dels dos gots segueix girant a 5 voltes per segon l'altre no pot estar girant ja que haurien aparegut voltes del no-res, una cosa que la física diu que no pot passar. Bàsicament aquest principi ens indica que si coneixem la velocitat de gir d'un dels gots sabràs automàticament quina és la de l'altre ja que la mateixa està entrellaçada.
Tot i que potser l'exemple no és massa bo, espero que ho hagis entès, ens serveix per conèixer que, tot i que els estats d'un qubits poden ser diversos, la veritat és que conèixer l'estat d'un ens serveix per conèixer exactament l'estat d'un altre, Per molt lluny que pugui estar.
Ara bé, això pot complicar una mica més ja que, en l'exemple que hem posat nosaltres coneixem que un dels gots en qüestió tenen una velocitat de gir i direcció d'ell mateix concreta, cosa que en el món quàntic no és d'el tot així ja que dues unitats en aquest món poden tenir diverses velocitats i sentits de el gir superposats, el que passa és que, en el moment de mesurar la velocitat, fixem la direcció.
La física quàntica encara pot arribar a complicar molt més amb la superposició d'estats, Però la veritat és que el meu nivell de física és una mica limitat encara que crec que, tot i que si ets físic puguis trobar alguna imprecisió, crec que el concepte ha quedat clar per seguir amb la computació quàntica.
Un cop hem abordat per un moment la teoria física arriba el moment de seguir amb la computació quàntica i els qubits per entendre per què pot ser tan potent aquesta tecnologia. Imagina que tenim un qubits, com hem comentat abans, el mer fet de, per exemple, girar un quart de volta un faria que es modifiqués el seu gir vertical i horitzontal el que ens dóna com a resultat que, amb una operació d'entrada, vam aconseguir XNUMX resultats.
Si compliquem una mica més el problema afegint un nou qubit a l'equació, tenim que cada un té diversos estats, oscil·lació vertical i horitzontal pròpies i l'oscil·lació vertical i horitzontal de l'altre qubit, ara, a el donar un quart de volta a un d'ells es modifiquen quatre paràmetres el que es tradueix en el fet que, amb una acció d'entrada s'aconsegueixen realitzar quatre operacions.
Afegint nous qubits a l'operació, aquesta pot anar creixent exponencialment pel que fa a operacions que es realitzen amb tan sols una acció d'entrada. Imagina que vam aconseguir un sistema on tenim n qubits sent n el nombre que escullis a l'atzar, com hem comentat abans, un qubit guarda informació sobre la seva oscil·lació vertical i horitzontal així com la de tots els qubits de el sistema de manera que amb una transformació podríem arribar a realitzar 2 elevat an operacions.
Deixant tota aquesta teoria una mica de banda i portant tot això a la pràctica, imagina que aconsegueixes crear una clau WPA2-PSK per al teu senyal WiFi, aquesta clau ha estat generada de forma completament aleatòria sense cap paraula real i cap programa de món capaç de realitzar atacs per diccionari pot conèixer-la. A l'parer i segons els experts, utilitzant una clau de 10 caràcters, un ordinador convencional podrà trigar bastants anys realitzant atacs per força bruta. Si aquest ordinador, en comptes de ser un equip convencional, fa ús de la computació quàntica, trigaria diversos segons a trobar la solució.
Cap a on ens porta la computació quàntica?
La veritat és que de moment ningú sap què hem d'esperar d'una tecnologia tan nova com aquesta, tot i així, potser el millor per entendre on som actualment és intentar parlar sobre totes les novetats que han presentat aquests últims mesos les grans empreses tecnològiques que té a equips d'investigadors treballant sense descans en el desenvolupament i evolució de la computació quàntica tant a nivell hardware com a nivell programari.
Segons els últims treballs sobre els quals Google ha comentat algun tipus de novetat, en aquest camp ens trobem que literalment esperen convertir-se en l'empresa que més capacitat pel que fa a computació quàntica tinguin a curt termini. Tal és el cas que s'esperen aconseguir aquest primer esglaó aquest mateix any 2017 gràcies a l'evolució del seu impressionant D-Wave, mateix que acaba de rebre un nou xip de sis qubits.
Si seguim amb l'últim que han publicat els nois de Google ens trobem amb que aquest no és més que un primer pas ja que, a l'sembla, han aconseguit desenvolupar una nova metodologia de fabricació que els permetria, o al menys així ha expressat John Martinis , cap del grup de recerca de Google en matèria de computació quàntica, evolucionar molt més de pressa. Això els permet treballar a dia d'avui en dissenys de nous xips de entre 30 i 50 qubits.
D'altra banda, a Google tampoc s'obliden que per molta potència maquinari que puguis aconseguir, necessites un eSCADA que pugui estar a l'alçada i, donada l'especialització d'aquest tipus de sistemes, de moment no sabem del cert com aconseguir desenvolupar un llenguatge capaç de treure partit a totes les peculiaritats d'aquesta tecnologia tot i que, a poc a poc, també s'està aconseguint donar nous passos en aquesta camp que pot tenir especial repercussió i utilitzada en temes com la seguretat, criptografia o la intel·ligència artificial.
Deixant de banda a Google hem de passar a parlar de IBM, Empresa que potser no sol entrar en batalla amb els seus avenços i que pot semblar van una mica 'al seu aire' però que estan aconseguint avenços bastant notables gràcies, per exemple, a la idea d'aconseguir involucrar tot tipus de desenvolupadors. Seva és precisament la idea de crear un lloc web on qualsevol usuari pot posar a prova el seu xip de cinc qubits.
Quant a Microsoft, Fa alguns mesos vam informació que seguien treballant en el seu peculiar forma d'entendre la computació quàntica apostant per un camí completament diferent a què havien pres rivals en aquesta peculiar carrera com poden ser Google o IBM. La idea principal era la de treballar amb la computació quàntica escalable. Per aconseguir desenvolupar aquesta idea, l'empresa havia contractat a diversos investigadors de renom per desenvolupar els denominats com qubits topològics, Un sistema que es basa en l'entrellaçat de partícules anomenades anyone que segons la física tan sols existeixen en dues dimensions.
Finalment m'agradaria acabar amb la visió que tenen en Intel, On directament aposten per l'ús de transistors de silici també per a aquesta nova tecnologia o l'interessant projecte que ha estat desenvolupat i dut a terme conjuntament per la Universitat de Bristol i la companyia NTT a partir d'el qual s'han aconseguit desenvolupar un xip fotònic que podria ser la base de la multitasca en la computació quàntica. Com a detall, comentar-te que segons els seus responsables, gràcies a l'ús d'aquest nou xip es pot arribar a executar treballs que fins ara portaven tot un any en tan sols unes hores, cosa que ens indica el grau de complexitat dels mateixos i sobretot la seva impressionant potència.
Tot i que encara es treballa en la miniaturització, optimització de processos i altres facetes per aconseguir, any rere any, poder evolucionar i oferir ordinadors cada vegada més potents, la veritat és que el futur passa per aconseguir portar aquesta tecnologia a totes les llars . Encara queda per veure si veritablement Google aconsegueix desenvolupar per a finals d'aquest any un xip de 50 qubits tot i que, hem de reconèixer que aquesta classe d'empreses són expertes en fer realitat demà el que avui pensem que és impossible.