Tecnologías para el futuro VII: Avances en computación cuántica

La computación cuántica, o el  uso de la física cuántica en la informática, es considerada el "santo grial" a la hora de conseguir velocidades de procesamiento enormes. Lo más curioso dentro de la computación cuántica es que un procesador de este tipo no utiliza los bits tradicionales, sino un bit con un estado intermedio (consecuencia de la física cuántica) denominado qbit. Esta "superposición cuántica" permite que puedan operar con 2 bits al mismo tiempo. Se estima que un procesador con sólo 30 qbits sería más potente que cualquier ordenador convencional.

Los colisionadores de partículas estudian la materia a nivel cuántico. Arriba, una imagen obtenida en el famoso LHC

Hace unos diez años se produjo el primer intento de construir un ordenador que trabajase con las reglas de la mecánica cuántica, llevado a cabo por físicos de la Stanford en conjunto con IBM. Su principal utilidad era a la hora de factorizar números, un problema para el que los ordenadores convencionales son cuanto menos poco eficientes. Este ordenador tenía 7 qbits, equivalentes a 128 bits en un procesador tradicional. Desde entonces no ha habido grandes avances hasta que, recientemente, un equipo de Harvard liderado por Mike Grinolds ha anunciado la construcción de una máquina de resonancia magnética con un cabezal del tamaño de la cabeza de un alfiler, capaz de trabajar con átómos de nitrógeno incrustados en diamante.

El cabezal que se ha creado tiene un tamaño minúsculo

Fue en 2001 cuando se pensó en utilizar la tecnología de la resonancia magnética nuclear, la misma que se usa en medicina, para manipular los núcleos atómicos de una molécula de forma independiente. El proceso se inicia con el envío de ondas de radio a los núcleos, cuyo eco es luego recogido. Esta técnica funciona con muchas moléculas, como la cafeína, el alcohol, la acetona o la usada en el ordenador de IBM/Stanford, un compuesto denominado perfluorobutadienyl iron.
El talón de Aquiles de esta técnica es que la señal devuelta por una molécula es demasiado débil. El cabezal creado en Harvard permite estimular y controlar la resonancia magnética con electrones individuales. El motivo de que usen átomos de nitrógeno incrustados en diamante es que las reacciones de nitrógeno emiten muchos fotones, por lo que son fácilmente detectables; además, el diamante ofrece una excelente protección contra interferencias externas.

Las reacciones en el nitrógeno son fácilmente observables

El camino de la computación cuántica se ha vuelto a abrir. Además, quien desarrolle un ordenador cuántico funcional, con toda probabilidad, será galardonado con el Nobel de Física.

Fuentes:
www.neoteo.com

Manu Gutiérrez