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Procesadores cuánticos

Cálculos al instante

Cálculos al instante con procesadores cuánticos
Cálculos al instante con procesadores cuánticos

Los procesadores actuales se componen de más o menos un millón cuatrocientos mil transistores que se ensamblan increíblemente en ciento setenta y siete milímetros con cada transistor en un tamaño de unos veintidós nanómetros.

La próxima generación de procesadores llevará ese tamaño a catorce nanómetros, el límite funcional se supone que está en el tamaño de siete nanómetros debido a la naturaleza del silicio que es el material que compone los chips..

Para darnos una idea un nanómetro es una mil millonésima partes de un metro. Con estas escalas la ingeniería ya requiere de la mecánica cuántica para poder trabajar.

Un profesor de física argentino de nombre Leonardo Di Carlo creó junto a su equipo el primer procesador cuántico de estado sólido, lo cual si bien se había logrado ya en sistemas atómicos, este equipo logró hacerlo en un circuito integrado, que a efectos prácticos es licito considerarlo como el primero.

La mecánica cuántica, trabaja con leyes diferentes a la física tradicional, ya que las partículas subatómicas así lo hacen. Algunas de esas leyes consideran por ejemplo que una partícula puede estar en dos lugares o estados en el mismo instante, lo cual para los objetos tradicionales es imposible. Y he aquí entonces la ventaja que tendría un procesador cuántico por sobre uno tradicional.

Hasta ahora la unidad de información es el bit, el cual es un 1 o un 0, razón por la cual se lo denomina sistema binario. Todas esas cosas extraordinarias que hacen nuestras computadoras y hasta las más complejas se basan en este principio.

La diferencia en un procesador cuántico está en que al funcionar con las leyes de la mecánica cuántica, las subpartículas que participan en ese estado de apagado-encendido, ya no se limitan a un único estado por unidad de tiempo, sino que pueden estar en ambos estados a la vez ya que aprovechan las propiedades únicas de las subpartículas atómicas que se rigen por estas leyes particulares de la mecánica cuántica. A efectos prácticos cuando hasta ahora hemos tenido que es 1 o 0 el estado por unidad de tiempo, ahora pueden ser los mismos estados a la vez y eso permite por lo tanto realizar cálculos en paralelo usando el mismo hardware.

Cuando hemos visto films donde decían que calcular una contraseña podía llevar años… y en eso se basaba la seguridad, ahora tendremos nuevos desafíos porque los procesadores cuánticos al no tener que hacer cada operación una por vez sino que todas a la vez, podrán descifrar claves al instante, al menos en teoría…

Pero a no asustarse, la información cuántica no se puede copiar inofensivamente, las leyes de la física imponen que cada intento de copia deja su marca indeleble y corrompe la información. Esta propiedad única hará más seguras las transmisiones de datos y control sobre las mismas.

De todos modos debemos tener claro que actualmente la construcción de estos procesadores sigue siendo un desafío tecnológico muy importante y todo se mantiene en la instancia de los primeros funcionamientos de prototipos de pruebas. Estamos hablando de procesadores de apenas unos 5 bits que han servido para probar funcionamientos básicos y demostrar que se pueden hacer cálculos simultáneos pero sólo con 5 bits…

Hay limitaciones muy fuertes para poder salir del laboratorio. La exposición en ambientes no controlados a radiaciones electromagnéticas, calor y defectos de materiales provoca errores en los cálculos y por otra parte el funcionamiento de los desarrollos actuales es a más de doscientos grados bajo cero… con lo que eso significa a efectos prácticos.

Si bien algunas compañías ya han comercializado equipos que se etiquetan como cuánticos, no lo son en realidad y falta mucho tiempo para que realmente tengamos uno que se pueda sacar del laboratorio para funcionar y sin tasas inaceptables de error.

Sin embargo, ya estamos en camino hacia eso… y sólo pensar en estos procesadores que podrían realizar cálculos que hoy nuestros científicos por ejemplo en genética o en comportamientos de la materia que hoy por las limitaciones de la informática son imposibles o llevan años hacerlos, se podrían hacer al instante… Sólo imaginemos los desarrollos en renderización 3D que se podrán hacer con esos procesadores, hoy muy limitados por el hardware…

Realmente el desarrollo científico podrá hacer pruebas que hoy llevan largos períodos a veces insostenibles de tiempo al instante… o donde el único limitante sea el mismo ser humano que proponga pruebas a los ordenadores.

Será sin dudas otro mundo muy diferente al actual y quién sabe dónde nos puedan llevar estas nuevas herramientas, que límites que hoy consideramos como insalvables, como las distancias del universo, tal vez puedan ser superados al contar con capacidades de cálculo que nos permitan probar tantas teorías que están en ese estado, sin posibilidad de ser probadas hoy por falta de medios capaces de semejantes simulaciones.

Cuando allá por los ’70 Alvin Toffler habló de la era de la información, siendo que muchos consideraban esta era como la era espacial, su visión parece que fue la correcta, ya que de hecho al espacio mucho no hemos podido acceder pero la información se han desarrollado con nuevas invenciones que han cambiado la vida humana en casi todo el planeta como internet, que por momentos pareciera lograrse respecto a algunos asuntos, ese postulado del psicoanalista Jung de la Conciencia Colectiva, en instantes, cuando por ejemplo se repudia desde los más distantes lugares del planeta actos violentos en algún lugar del mundo.

viernes, 8 de agosto de 2014

Autor: Marcelo Zamora

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