Los problemas que resuelve el computador cuántico
Supongamos que encontrar los números primos de exactamente 48 dígitos toma 10 años usando los procesadores comúnmente disponibles. Una computadora cuántica usaría sólo una fracción de ese tiempo, digamos unas pocas horas, gracias a que en lugar de pasara fanosamente por cada uno de los posibles estados que la resolución del problema requiere,el algoritmo cuántico toma un atajo pasando por muchísimos estados al mismo tiempo y volviendo al proceso tradicional únicamente para reportar resultados o para tomar la siguiente entrada. Este atajo se denomina paralelismo cuántico.
En el corazón de la computadora cuántica reina el flamante y elusivo sucesor del bit: elqubit 1 o quantum binary digit, que puede presentar uno de los dos estados del bit (1 y 0)pero también es capaz de colocarse en ambos estados al mismo tiempo gracias a lasuperposición – la ley básica de la mecánica cuántica – proeza imposible para cualquiersistema digital en uso.Al superponer estados, los qubits pueden procesar la información en simultáneo, en lugarde hacerlo en serie o en paralelo, como las computadoras actuales.
Por ejemplo, paraprocesar 8 bits en paralelo se usarían 8 bits físicos que en un ciclo de computaciónrepresentan un solo valor de entre 256 posibles, con lo cual el sistema tiene 256 estados.Procesar todos los estados requeriría igual cantidad de ciclos como mínimo. En cambio, en la computadora cuántica 8 qubits podrían asumir todas las combinaciones de estados de 8bits y procesar todo en un solo ciclo de computación. Con todo, las computadoras cuánticas no serán de uso general. No es probable que veamos aplicaciones completas basadas exclusivamente en este tipo de computación. Esto se debe aque en la gran mayoría de problemas en los que nos ayudan estas máquinas hoy en día,necesitamos conocer los resultados de cada operación individual. Por ejemplo, al procesar una lista de 1 millón de clientes para asignarles una cuota mensual, se necesita registrar el resultado para cada uno de ese millón de registros. En teoría es posible realizar todas las operaciones en un solo paso usando computación cuántica, pero solamente uno de todos los resultados podrá ser conocido en cada momento, lo que en la práctica significa que no se obtiene ningún beneficio de rendimiento para este caso. Nuevamente esto es un resultado
previsto por la mecánica cuántica pues los estados cuánticos superpuestos se “colapsan” a un solo valor al momento en que se efectúa una medición.
Lo que sí veremos será combinaciones de computación clásica y computación cuántica, loque de hecho será el caso general. Con técnicas cuánticas se cubrirán secciones especialesde cada algoritmo para las que su uso rinda los mejores beneficios.