Con este tipo de ordenadores entra en juego la computación cuántica. Se consigue multiplicar las capacidades de cálculo. Por poner un ejemplo, el modelo de Google, procesador Sycamore, que tiene 53 qubits, logró ser hasta 150 millones de veces más rápido que el superordenador más potente en la actualidad.

Pero, ¿qué es exactamente un ordenador cuántico? Todavía están en sus primeras etapas de desarrollo. Por lo que hay que tener claro que no están ni mucho menos para sustituir a los PC clásicos. Se trata de dispositivos revolucionarios que aprovechan las leyes de la física cuántica para procesar información de una forma que no se había visto antes. No obstante, todavía son el futuro.

Cómo es un ordenador cuántico

De base, hay que tener claro que los ordenadores cuánticos no usan bits, sino cúbits (o qubits). Se trata de un modelo informático que emplea las leyes de la mecánica cuántica para procesar la información, es decir, los datos.

Para tener una mejor idea, ten en cuenta que un bit solo puede ser 0 o 1 –así se consigue representar distintos tipos de información, como textos, imágenes o números-, en cambio, un cúbit puede estar en 0 y 1 a la vez, en distintas proporciones. ¿Qué se consigue con esto? Que se puedan procesar muchas más posibilidades al mismo tiempo. Además, al poder entrelazarse -el estado de uno depende del otro-, puede dar como resultado una serie de operaciones que son imposibles para los ordenadores clásicos que se usan en la actualidad.

Y no tienen un diseño parecido a lo que se conoce como PC, es decir, no se parece al equipo que usas a diario en casa ni mucho menos. Estos suelen estar dentro de grandes estructuras criogénicas que logran enfriar los qubits a temperaturas que rozan el cero absoluto. ¿Por qué es necesario? Todo se debe a que los cúbits son muy sensibles al calor, al igual que al ruido y a las vibraciones. Por lo que deben controlar en todo momento estos factores para el correcto funcionamiento, con el fin de conseguir que no se generen errores cuánticos y se mantenga la coherencia cuántica.

En general, este tipo de ordenadores tienen la capacidad de contener más información y su nivel para resolver problemas es más eficiente y también más rápido.

Qué se puede hacer con la computación cuántica

A diferencia de los superordenadores que existen a día de hoy, estos modelos son capaces de resolver problemas más complicados. Ahora bien, no se van a usar para tareas diarias, como utilizar el Word, ver Netflix o navegar por Internet.

El potencial que ofrecen hace que su función vaya más allá, concretamente, en resolver problemas muy complejos. Especialmente porque se usan como herramientas de investigación y desarrollo. Entre los usos que se le podría dar están:

• Se podría usar para explorar futuros medicamentos o materiales que son más complejos. Además de que se pueden utilizar para simular moléculas o reacciones químicas.
• Hay científicos y matemáticos que los usan para probar nuevos algoritmos y así entender cuáles son los problemas que pueden resolver mejor con este tipo de ordenador.
• Existen plataformas, como IBM Quantum, Amazon Braket o Microsoft Azure Quantum, que dejan que universidades, startups o empresas puedan experimentar con hardware cuántico sin tener físicamente, todo a través de la nube.

Y estos son solo unos ejemplos. Sin embargo, de momento no tienen una utilidad práctica. La computación cuántica será, en algún momento, una revolución. Pero, al estar en una fase temprana de desarrollo, aún es pronto para saber qué deparará el futuro.

El poder de este tipo de ordenadores está en que podrá servir para resolver problemas imposibles que no se pueden lograr con la clásica computación. Por lo que promete ser un cambio importante de cara a la criptografía, el sector financiero, la medicina, la Inteligencia Artificial y la ciencia.

¿Cuáles son sus limitaciones?

Hay varias limitaciones que se han ido descubriendo con el desarrollo. Uno de los aspectos que se pueden tener en cuenta es que son muy inestables. Esto se debe a que los cúbits pierden información de una manera muy fácil. A esto se le conoce como decoherencia, y a modo de resumen, es cuando se pierde el estado cuántico en un bit. Además de que hay varios factores que pueden estar detrás de esto. Un claro ejemplo es la radiación, que llegan a colapsar el estado cuántico de los qubits. Sin duda, esta es una de las grandes limitaciones que se intentan resolver durante su primera etapa temprana de desarrollo.

Otra limitación clave se encuentra en la corrección de errores cuánticos. Al contrario de lo que ocurre con los clásicos bits -se puede encontrar un error y corregirse-, los cúbits no se pueden copiar tal cual debido al principio de no clonación cuántica. Debido a esto, se tienen que usar códigos de corrección de errores cuánticos, por lo que lleva a que se tengan que agrupar varios qubits físicos para dar con un qubit lógico que sea confiable. Esto implica directamente a que sea necesario construir ordenadores cuánticos más grandes, lo que es un desafío en la actualidad.

Y, por otro lado, la mayor parte de los modelos actuales cuentan con decenas y cientos de cúbits. Sin embargo, para que se puedan usar en aplicaciones más revolucionarias, como las que se teorizan, necesitarán tener millones de cúbits que sean estables.

Es por esto mismo por lo que empresas del calibre de IBM, Google o Microsoft, ya compiten desde hace años en el desarrollo de estos ordenadores tan potentes. Sin embargo, todavía queda lejos que un ordenador cuántico sea realmente útil en la vida cotidiana de las personas.