La computación cuántica representa un avance maravilloso en la tecnología. Esta comprende un tipo de máquina 158 millones de veces más rápida que la supercomputadora más sofisticada que tenemos actualmente en el mundo. Un dispositivo tan poderoso que haría en cuatro minutos lo que una supercomputadora tradicional tardaría diez mil años en lograr. Ahora bien, ¿qué papel tiene el chip cuántico en todo esto?
La computación cuántica y su contexto
Este gran avance tecnológico se ha convertido en una tecnología de rápido crecimiento que, gracias a las leyes de la mecánica cuántica, solventa problemas muy complejos que los equipos tradicionales no pueden hacer.
En lugar de bits, este ordenador cuántico emplea algo llamado bits cuánticos (qubits). Mientras que un bit tradicional es uno o cero, un qubit puede ser uno, cero o ambos al mismo tiempo. Algunas de sus característica son:
- Suministran un alto poder de cómputo.
- Consumen menos energía.
- Tienen una velocidad exponencial en comparación con las computadoras clásicas. Esto se da porque controlan el comportamiento de pequeños objetos físicos como partículas microscópicas. Entre ellas, átomos, electrones, fotones, etc.
Algo de historia
Las computadoras cuánticas surgieron por la década de los 80 gracias a Richard Feynman y Yuri Manin. En un discurso titulado “Simulación de física con computadoras”, Feynman argumentó que una computadora cuántica tenía el potencial de simular fenómenos físicos que una computadora clásica no podía simular.
Complementando lo anterior, te contamos los hitos más sobresalientes de la historia que preceden al chip cuántico:
- En 1985 David Deutsch genera una descripción para una máquina cuántica de Turing.
- Para 1992, el algoritmo Deutsch-Jozsa es uno de los primeros ejemplos de algoritmos cuánticos.
- En 1999, Yasunobu Nakamura de la Universidad de Tokio y Jaw-Shen Tsai de la Universidad de Ciencias de Tokio confirman que un circuito superconductor puede emplearse como un qubit.
- D-Wave Systems ofrece en el 2011 la primera computadora cuántica comercialmente disponible.
- Google, en el 2019, asevera haber alcanzado la supremacía cuántica al realizar una serie de operaciones en 200 segundos que una supercomputadora tardaría unos diez mil años en completar. A este respecto, IBM sugiere que una labor podría tomar 2,5 días en lugar de diez mil años. Además, destaca las técnicas que una supercomputadora puede usar para maximizar la velocidad de cómputo.
El primer chip cuántico de la historia
En las últimas semanas de junio del 2022 fuimos testigos de una asombrosa noticia: el primer chip cuántico de la historia. De acuerdo con la líder del proyecto y fundadora de Silicon Quantum Computing (SQC), Michelle Simmons, ha sido una gran evolución para el mundo tecnológico de hoy.
Así, este grupo de científicos australianos crearon el primer chip cuántico del mundo. Este contiene todos los componentes esenciales que se encuentran en un chip de computadora clásico, pero en una escala cuántica.
El chip creado por SQC es capaz de simular una molécula llamada poliacetileno. Asimismo, los científicos explicaron que al colocar átomos en silicio con precisión subnanométrica, se imitan los enlaces de carbono simples y dobles de una cadena de poliacetileno.
Las tres hazañas tecnológicas del chip cuántico
Para el logro de este gran avance, se realizaron tres importantes acciones:
- La creación de puntos tan pequeños de átomos de tamaño uniforme. Esto permitió que los niveles de energía se alinearan y los electrones pudieran atravesarlos fácilmente.
- La capacidad de ajustar los niveles de energía de cada punto individual y colectivamente. Esto controla el paso de la información cuántica.
- Se logró que la capacidad de los equipos controlara las distancias entre los puntos con precisión subnanométrica. El propósito era que los puntos estuvieran lo suficientemente cerca, pero permanecieran independientes para el transporte cuántico coherente de electrones a través de la cadena.
Este asombroso desarrollo de la tecnología de circuitos a escala atómica permitirá a los clientes construir modelos cuánticos para una gama de nuevos materiales. En consecuencia, se pueden crear productos:
- Farmacéuticos.
- Materiales para baterías.
- Catalizadores.
El chip cuántico y sus aportes
Según las diversas reseñas científicas, con esta innovación se abre una nueva puerta en el mundo de la física cuántica. Este descubrimiento aumenta la probabilidad de encontrar nuevos materiales, nuevas fuentes de energía y hasta nuevos catalizadores que suministren mejores fertilizantes para los procesos productivos agrícolas. En torno a los fertilizantes, se espera que se investigue sobre la fotosíntesis artificial o la elaboración de fertilizantes.
Definitivamente, esto es un gran paso en la tecnología, considerando que, el resultado se adelantó dos años de lo estipulado en el proyecto. Tal como dice su investigadora, todo esto apoyará a problemas reales y presenta un futuro esperanzador para todos.
