Tecnología cuántica: Innovaciones en abundancia

Si bien la teoría cuántica ya ha hecho posible realizar numerosas aplicaciones tecnológicas clave, como láseres, procesadores, memorias y relojes satelitales durante los últimos sesenta años, una segunda revolución está en el horizonte que aprovechará otras propiedades de esta teoría.

Francia, como la mayoría de los países avanzados, lanzó en enero de 2021 un plan de apoyo para estas futuras innovaciones de 1.800 millones de euros durante cinco años (incluidos 1.000 millones del estado) en cuatro sectores: computadoras y simulaciones, comunicaciones, sensores y el llamado “Habilitación “. ” Tecnologías, es decir, necesarias para que funcionen las tres primeras, como láseres, criogenia (sistemas de refrigeración), técnicas de vacío, etc.

Resolver problemas muy complejos

En el departamento de computación hay máquinas que aprovechan una propiedad clave de la teoría cuántica: los objetos pueden estar en dos estados al mismo tiempo. Como si una puerta pudiera abrirse y cerrarse al mismo tiempo, o aprobar y desaprobar un examen, o una celda de memoria que valiera 0 y 1. Una computadora clásica funciona con bits de información que valen 1 o 0. Su equivalente cuántico manipula, ejem, “qubits” que valen 0 y 1 al mismo tiempo. Entonces, en lugar de tener un ratón tonto explorando todos los caminos de un laberinto uno por uno para encontrar la salida, podemos lanzar un “Teseo” cuántico más eficiente que va a todas partes a la vez hasta que encuentra al Minotauro y sale. Una solución difícil de implementar.

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Dos familias principales de computadoras Intentalo. El primero es una máquina universal que contiene miles o incluso millones de qubits que pueden ejecutar cualquier algoritmo cuántico. Es el grial. Su viabilidad no está garantizada, ya que tal arreglo es frágil y no permanece cuántico el tiempo suficiente. El segundo requiere solo cientos de qubits y tiene como objetivo obtener ganancias de rendimiento significativas en comparación con las computadoras tradicionales, pero para problemas matemáticos muy específicos.

En ambos casos, el objetivo no es acelerar el procesamiento de textos o acelerar la navegación web, sino resolver problemas muy complicados, como optimizar las conexiones de red o predecir interacciones moleculares. Campos como las finanzas, la química, la farmacia, la energía son los más exigentes de este tipo de ordenadores.

Cree una red segura

Otra de las “ventajas” de estos ordenadores cuánticos es que son capaces de descifrar los actuales sistemas de encriptación que se utilizan en las tarjetas bancarias o en las transacciones electrónicas… De ahí el segundo aspecto de las tecnologías cuánticas: la comunicación. La teoría cuántica ofrece tanto el veneno como el antídoto. Así, se han inventado varios protocolos de seguridad cuántica, y algunos ya se han desplegado en distancias cortas para garantizar la confidencialidad de los intercambios. Los chinos también han realizado demostraciones a distancias más largas, incluso entre la Tierra y un satélite. La mayoría de estos sistemas utilizan otra propiedad cuántica, que es la de crear estados muy fuertemente correlacionados entre ellos, de modo que la interceptación de parte de un mensaje activa inmediatamente la alarma en el otro extremo de la línea. En Europa, varios países están tratando de construir una red tan segura.

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Celestino Pedregon

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