Número 50 (diciembre de 2015)
Quantum information, qubits y computación quántica
Víctor Cavaller

Buenas expectativas en el ámbito de la Quantum Information empiezan a divisarse después de años de investigación básica, estancamiento tecnológico y promesas empresariales incumplidas. La teoría de la información cuántica surgió hacia finales del siglo pasado al hacerse evidentes los límites físicos de la computación basada en el tradicional sistema binario. Al aumentar la escala de integración, y ante la imposibilidad de fabricar chips infinitamente pequeños por el llamado efecto túnel (que ocurre cuando la señal eléctrica salta de canal), surgió la necesidad de descubrir nuevas formas tecnológicas para la computación.

Nació así la teoría de la Quantum information (QI) o información cuántica basada en los principios de la mecánica cuántica. La QI tiene como base o unidad mínima lo qubit o bit cuántico, que es un sistema descrito como un vector de módulo unidad con dos estados ortogonales propios |0> y |1>. Difiere del bit clásico en el sentido que mientras un bit sólo puede tener un valor 0 ó 1, el qubit tiene ambos bits (0 y 1). Habitualmente el qubit se representa en forma de un vector inscrito en la esfera de Bloch, de forma que se asocia a los componentes vectoriales posibles dentro de la esfera.

 

La teoría y la computación cuánticas juegan con conceptos abstractos de la mecánica cuántica tales como superposición y entrelazamiento, entendiendo de forma analógica que pueden superponerse iguales o diferentes valores, y así trabajar simultáneamente con procesos y datos.

 

Desde su fundación, la computación cuántica ha tenido que superar problemas complejos asociados a coherencia, tasas de error, escalabilitat, reversibilitat, etc. Con la experiencia acumulada en las últimas décadas se ha hecho evidente que la consolidación de la QI necesita de la interacción de avances en ámbitos diferentes de la investigación básica, del desarrollo tecnológico y de la viabilidad de proyectos empresariales asociados.

 

La percepción de estancamiento que hasta ahora se tenía de la computación cuántica ha empezado a cambiar. Empiezan a aparecer indicadores en el sentido que la QI está entrando en una fase emergente.

 

El prestigioso semanario Economist publicaba el día 20 de julio un artículo “Little bit, better”, en el que se detallaba el interés creciente que empresas como IBM, Google, Microsoft están destinando en esta área de la ingeniería informática.

 

En el ámbito de la ingeniería de los qubits, el pasado 30 de julio la revista Nature hacía divulgación de los espectaculares resultados de la investigación de David Weiss y su equipo de la Universidad Estatal de Pennsylvania, relativa al control del qubit en una matriz 3D, mediante haces de luz polarizada.

 

En cuanto a expectativas comerciales, el pasado 28 de septiembre D-Wave Systems Inc., la compañía canadiense pionera en el ámbito de computación cuántica del mundo, anunció un acuerdo para proporcionar su tecnología a Google, la NASA y el USRAs (Universities Space Research Association) Quantum Artificial Intelligence Lab. Este acuerdo no sólo refuerza la colaboración entre estas organizaciones para el estudio de la aplicación de la computación cuántica en los ámbitos de la inteligencia artificial y el aprendizaje automático, así como para la solución de problemas de optimización, sino que anuncia expectativas de negocio derivadas de este ámbito de conocimiento muy prometedoras.

 

Para saber más:

 

Welhorst and alt. (2015). “A two-qubit logic gate in silicon”. Nature.

 

Wang, Y.; Zhang, X.; Corcovilos, T.A.; Kumar, A.; Weiss, D. (2015) “Coherent addressing of individual neutral atoms in a 3D optical lattice”. Phys. Rev. Lett. 115. Disponible a:. Nature (2015), “Qubit control in a 3D matrix”.

 

Economist (2015). “A little bit, better. Quantum computers”

 

 

gestión de la información;  investigación; 
Números anteriores
Comparte
??? addThis.titol.compartir ???