Ordenador cuántico

La primera vez que un grupo de físicos empezó a hablar de la posibilidad de hacer cálculos de naturaleza cuántica fue en los años 80, pero no fue hasta los 90 cuando se empezó a poner en práctica; hoy la computación cuántica está cada vez más cerca pero aún es difícil poner fecha a su comercialización.
La misión de un ordenador cuántico, como la de uno convencional y un supercomputador, es la de hacer operaciones, cálculos que los primeros ejecutan de manera distinta: trabajan a nivel atómico y por lo tanto siguiendo las normas de la física cuántica (rama de la física encargada de estudiar objetos microscópicos, como átomos).
Los ordenadores cuánticos funcionan con átomos individuales, que se denominan “qubits” y no bits.
Un bit es la unidad mínima de información empleada en informática o en un dispositivo digital y se representa con dos valores, 0 y 1: todo lo que hay “debajo” de un ordenador clásico se escribe en términos de 0 o 1, detalla a Efe Miguel Ángel Martín-Delgado, catedrático de Física Teórica de la Universidad Complutense de Madrid (UCM).
Sin embargo, en la computación cuántica esto cambia, ya que un qubit, a diferencia de un bit, puede contener ambos valores al mismo tiempo, lo que posibilita una velocidad de procesamiento mayor.
"En un ordenador cuántico, los bits pueden adoptar otros estados, y con ello pueden transferir cantidades mucho mayores de información, y realizar incontables operaciones informáticas al mismo tiempo" Marthaler Michael (2014).

Otra de las características de la computación cuántica es que puede trabajar en paralelo: un PC normal lo hace secuencialmente, primero resuelve un problema, luego otro y así sucesivamente.

Según Marthaler (2015): "Los ordenadores cuánticos pueden transferir cantidades mucho mayores de información, y realizar incontables operaciones informáticas al mismo tiempo".

Imagen 1. Ordenador cuántico

CPAN ingenio 2010 (16/10/2012)   ordenadores cuánticos. Premio nobel de física 2012. I-cpan.es. Disponible en: http://www.i-cpan.es/detallePregunta.php?id=5 [consultado el 23/01/2015]

¿Usos prácticos hoy en día?

Actualmente se experimenta el potencial de la computación cuántica para descodificar mensajes cifrados con criptografías de clave pública o asimétrica. Este es un sistema que requieren que ambos agentes en el envío de un mensaje, el remitente y el receptor, tengan dos claves: una pública y una privada. A la clave pública de una persona puede acceder todo el que esté interesado, pero la privada la debe conocer solo el propietario.
Para enviar un mensaje encriptado con esta clave, el remitente debe cifrar su mensaje usando la clave pública del receptor. Una vez hecho esto, la única clave que descodificará el mensaje será la clave privada del receptor – ni siquiera el remitente tendrá ya acceso a ese mensaje. Así se garantiza la confidencialidad. Sería algo así como un buzón privado: todo el mundo tiene acceso a su ranura, y puede dejar cartas, pero solo el receptor tiene la llave para abrirlo y recibir esos mensajes.
Estas claves son extremadamente difícil de descifrar, pero no imposibles, según Marthaler (2014)  En una clave pública digital se toman dos números primos, se multiplican, y el número resultante sería un factor de la clave. Para descifrar esa clave, solo debo dividir de nuevo esos números primos. Pero es un proceso asimétrico: si añado un bit, el tiempo que un ordenador clásico requiere para la descodificación se dobla. Si añado otro bit, el tiempo se multiplica de nuevo, y así sucesivamente. Añadiendo solo unos pocos bits puedo colapsar el ordenador, independientemente de lo potente que sea. Por ello, este código no es practicable en un ordenador estándar. En un ordenador cuántico, en cambio, sí sería posible.
Peter Shor, ingeniero de computación estadounidense, creó el llamado “algoritmo de Shor” en 1994, capaz de dividir los factores de una clave pública rápidamente en un ordenador cuántico y, por tanto, descifrar la mayoría de las criptografías existentes en este momento.

Conclusión:

Los ordenadores cuánticos tienen un campo rico y poco explorado en el que aún se está descubriendo como hacer las cosas, ya que esto brindará muchos beneficios para los usuarios.

Bibliografía

Schmidt, F, Aranda, L (09/01/2014) http://www.dw.de/ordenadores-cu%C3%A1nticos-el-nuevo-horizonte-de-la-computaci%C3%B3n/a-17350911 [consultado el 23/01/2015]

Gómez, N (07/09/2014) el ordenador cuántico no es ciencia ficción. Efefuturo.com. Disponible en: http://www.efefuturo.com/noticia/el-ordenador-cuantico-no-es-ciencia-ficcion/ [consultado el 23/01/2015]

Por: Jeniffer Castro