Con Amazon, México se ubica entre los grandes de la computación cuántica

Como país, México estará al lado de Rusia, China y Estados Unidos en la carrera de la Computación Cuántica, pues Amazon y México han creado una alianza estratégica de investigación, desarrollo y fabricación de conductores. Y Amazon se encuentra entre los grandes centros de investigación, desarrollo, fabricación de conductores para la computación cuántica, al lado de IBM, Google, Microsoft, etc. 

Pero, en busca de simplificar los saberes sobre la computación cuántica, presentaremos algunas interrogantes con sus respectivas respuestas.

¿Qué es lo medular de la Computadora Cuántica?

Un Chip repleto de Qubits.

Y, ¿Qué son los Qubits? 

Los qubits, o bits cuánticos, son las unidades básicas de información en la computación cuántica. Son sistemas cuánticos que pueden representar un cero (0), un uno (1), una combinación cualquiera de ceros y unos, o cualquier estado intermedio entre ceros y unos. A diferencia de los bits clásicos, estos solamente pueden ser cualquiera de los 2 valores, cero (0) o uno (1), esto es, apagado o encendido. 

Características de los qubits

Son la unidad análoga al bit en la computación clásica. 

Pueden existir en dos Estados a la vez, al mismo tiempo, simultáneamente, gracias a la Superposición Cuántica. 

Son fundamentales para la computación cuántica y la criptografía cuántica. 

Se pueden hacer de iones atrapados, fotones, átomos artificiales o reales, o cuasipartículas. 

Aplicaciones de los qubits

Se espera que los qubits por lo menos multipliquen la capacidad de cálculo de los ordenadores cuánticos en comparación con las computadoras clásicas. 

Son fundamentales en la criptografía y las comunicaciones cuánticas. 

Son excelentes e ideales para el almacenamiento de información y la transferencia segura de datos a largas distancias. 

Desafíos de los qubits 

Son frágiles

Para funcionar, deben estar a temperaturas extremadamente bajas cercanas al cero absoluto. Todo lo demás en la estructura de la Computadora Cuántica, son los instrumentales para alcanzar o por lo menos acercarse a la temperatura del 0 absoluto.

Las empresas que trabajan con qubits son, entre otras, IBM, Google, Microsoft, Amazon, etc.

Pero, ¿Por qué buscan llegar lo más próximo al 0 absoluto?

Primero porque los electrones para desplazarse, para fluir, requieren de un material, de un conductor. Y si el material ofrece menos resistencia al flujo de electrones, su desplazamiento será más eficiente. En la actualidad se usa el Silicio como material conductor en los chips repletos de bits. Y como ofrece algo de resistencia, aunque en menor escala en comparación con otros materiales, se le ha dado el nombre de “Semi Conductor”. 

Por la Física clásica se sabe que mientras los “átomos” se mueven más, mayor es la irradiación de calor que ofrecen. Por eso, conforme se enfrían los materiales, sus átomos pierden su capacidad de movilidad, esto es, se mueven menos, y, por lo tanto, estos materiales ofrecen menos resistencia, son menos obstáculo al flujo de electrones. Y, en el 0 absoluto de temperatura, los átomos del material no se mueven. Al no moverse los átomos del material, dejan de oponer resistencia al flujo de electrones, esto es, se convierten en “Superconductores” para el flujo de electrones. Los “Superconductores” no existen en la naturaleza, pero el “Aluminio” es un excelente material para convertirlo en Superconductor.

Esta es la razón del Por Qué las empresas buscan bajar la temperatura de las Computadoras Cuánticas lo más cercano posible al cero (0) absoluto.  

Los esfuerzos para llegar a la Inteligencia Artificial se realizaron durante 80 o 90 años. Los esfuerzos para llegar a la Computación Cuántica solo llevan 30 años. Pero con el apoyo de la Inteligencia Artificial, no pasarán muchos años para llegar a la Computación Cuántica´

Los esfuerzos para llegar a la Inteligencia Artificial se realizaron durante 80 o 90 años. Los esfuerzos para llegar a la Computación Cuántica solo llevan 30 años. Pero con el apoyo de la Inteligencia Artificial, no pasarán muchos años para llegar a la Computación Cuántica´

Por otra parte, la Computación Cuántica plantea 2 retos. Uno, es el reto de la “Corrección Cuántica”. Y, el otro, es el reto de alcanzar la “Superconductividad” sin el Cero Absoluto. 

Pero, ¿Qué es la Corrección Cuántica?

La corrección cuántica de errores (QEC) es una técnica que protege la información cuántica de errores. Es fundamental para el desarrollo de computadoras cuánticas fiables. 

¿Cómo funciona la corrección cuántica? 

Se codifica un cúbit lógico con ciertos cúbits físicos.

Se detectan errores mediante cúbits servidores.

Se corrigen errores en función de los resultados de las mediciones de los cúbits servidore.

¿Por qué es importante la corrección cuántica?

Los equipos cuánticos son sensibles al ruido. 

El ruido, la decoherencia y las imperfecciones en puertas cuánticas pueden provocar errores en cálculos cuánticos. 

La corrección de errores cuánticos permite suprimir exponencialmente la tasa de error lógico, esto es 2^n 

¿Qué aplicaciones tiene la corrección cuántica? 

La corrección de errores cuánticos es un componente esencial de la computación cuántica tolerante a fallos.

La corrección de errores cuánticos permite que pequeños avances en el rendimiento del procesador se traduzcan en reducciones drásticas de la tasa de error lógico.

Toda la Computación requiere corregir errores. Todo sistema que maneja información está propenso a cometer errores, la Computación Tradicional, la Computación Binaria, tiene su propio sistema para corregir errores. Guardar los qubits y evitar que no se corrompan, no es un reto menor, y, se está avanzando en resolver ese reto, o sea, se está avanzando en Corregir los Errores en la Computación Cuántica. Sin embargo, se ha descubierto una nueva característica de los Qubits. Los Qubits son como la Generación Z, todo les afecta. Por lo tanto, la Corrección Cuántica es el reto mayor para que la Computación Cuántica sea Utilizable.

Agradezco a mis lectores