Tecnología Siglo XXI: computación cuántica

Hans Mooij, de la Universidad Tecnológica de Delft en los Países Bajos y Raymond Simmons del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología en Boulder, Colorado, EE.UU., figuran entre los científicos que están abriendo un nuevo camino hacia el desarrollo de los ordenadores del futuro. Su enfoque se basa en asumir que los superconductores, materiales que conducen la electricidad sin ninguna resistencia eléctrica, pueden aprovechar las capacidades ofrecidas por la física cuántica para incrementar de manera espectacular la potencia de los ordenadores.Las denominadas computadoras cuánticas se han convertido en uno de los temas de mayor interés general de la física en los últimos diez años. Con la computación cuántica no se pretende mejorar el potencial del silicio haciendo los componentes más pequeños, sino aprovecharse de los exóticos principios de la mecánica cuántica, la teoría generalmente utilizada para comprender cómo se comportan los objetos en la escala de los átomos y de las partículas subatómicas.Los objetos gobernados por la teoría cuántica pueden estar en varios estados diferentes simultáneamente, como si un interruptor de la luz estuviera abierto y cerrado al mismo tiempo. Esta "superposición" de estados no se corresponde con nada familiar de nuestro mundo cotidiano, pero innumerables experimentos han demostrado que esas superposiciones pueden existir siempre que los objetos cuánticos no se perturben, por ejemplo, al hacer una medida sobre ellos.En una computadora cuántica los equivalentes de los bits que contienen la información binaria como el 0 y el 1 en los ordenadores de hoy, serán bits cuánticos o qubits, en los cuales también pueden existir superposiciones de 0 y 1. Esto incrementa masivamente la cantidad de información que puede ponerse codificada en la memoria de una computadora cuántica. El problema es que esas superposiciones son sumamente delicadas y difíciles de mantener, sobre todo en memorias que contengan grandes cantidades de qubits interactuando entre ellos.Están siendo explorados varios candidatos para formar los qubits, como átomos magnéticamente atrapados o burbujas semiconductoras de escala nanométrica. Pero se sabe desde mucho tiempo atrás que también es posible colocar aros de material superconductor en estados de superposición cuántica y hacer así que actúen como qubits. Aquí los estados cuánticos pueden corresponder con una corriente eléctrica que circula en el anillo en una dirección o en la otra. (En los superconductores esta circulación puede continuar más o menos indefinidamente sin agotarse, porque no hay ninguna resistencia eléctrica.)La primera demostración de transmisión de información entre dos de tales qubits superconductores ha revelado que los elementos de este tipo pueden actuar como una memoria para computación cuántica y como un "bus" para la comunicación entre los qubits, un requisito esencial de cualquier ordenador en funcionamiento.