SANTIAGO.- Científicos de IBM realizaron en un computador cuántico el cálculo más complicado que se haya hecho a la fecha. En el experimento, los investigadores lograron que un trillón (10**18) de moléculas diseñadas a la medida y contenidas en una probeta se transformaran en un computador cuántico de siete qubits, a fin de resolver una versión sencilla del problema matemático que yace en muchos de los sistemas criptográficos actuales destinados a la seguridad de datos.
"Este resultado refuerza la idea creciente de que los computadores cuánticos podrán resolver a futuro problemas tan complejos, que incluso los supercomputadores más poderosos serán incapaces de imitar, aún si trabajaran durante millones de años", manifestó el gerente y estratega del grupo de física de la información de IBM Research, Nabil Amer.
Según lo publicado en la última revista científica Nature, el grupo -integrado por científicos de IBM y estudiantes de la Universidad de Stanford- realizó la primera demostración del "Algoritmo de Shor", un método desarrollado en 1994 por el científico de AT&T, Peter Shor, a través del cual un computador cuántico futurista podrá encontrar los factores de un número, es decir, los números que multiplicados entre sí dan el número original.
Hoy, descomponer un número grande en factores es un problema tan difícil para los computadores convencionales que dicho método es un elemento utilizado en muchos sistemas criptográficos para proteger los datos.
El computador deriva su potencia de ciertas propiedades cuánticas de los átomos o núcleos que les permiten funcionar como bits cuánticos o, y, en forma simultánea, servir de procesador y memoria en el computador. Dirigiendo interacciones entre qubits aisladas del entorno externo, los científicos pueden hacer que un computador cuántico realice ciertos cálculos (por ejemplo factorizar) en forma exponencialmente más rápida que los computadores convencionales.
Cuando en una máquina convencional se factorizan números grandes, cada dígito añadido duplica aproximadamente el tiempo requerido para encontrar los factores. En un computador cuántico, en cambio, el tiempo de factorización es un incremento constante con cada dígito adicional.
El ejemplo significativo más sencillo del "Algoritmo de Shor" es el de encontrar los factores del número 15, una operación que requiere un computador cuántico de siete qubits. Los químicos de IBM diseñaron y elaboraron una nueva molécula que tiene siete spins nucleares -los núcleos de cinco átomos de flúor y dos de carbono-, que pueden interactuar como qubits, programarse mediante pulsos de radiofrecuencias y detectarse con instrumentos de resonancia magnética nuclear, similares a los usados actualmente en hospitales y laboratorios químicos.
En una ampolleta, los científicos de IBM controlaron un trillón (10**18) de esas moléculas para ejecutar el "Algoritmo de Shor", e identificaron correctamente 3 y 5 como los factores de 15. "Aunque la respuesta puede parecer trivial, el control sin precedentes de los siete spins durante el cálculo hizo de éste el cómputo cuántico más complejo realizado a la fecha", señaló Amer.
"Ahora tenemos el desafío de convertir la computación cuántica en una realidad de la ingeniería", indicó el líder del grupo de investigación y ahora profesor adjunto en MIT, Isaac Chuang. Si podemos realizar este cálculo en escalas mucho mayores, digamos miles de qubits, para factorizar números muy grandes se necesitarían hacer cambios fundamentales en las implementaciones criptográficas", adelantó.
Aún cuando el potencial de la computación cuántica es enorme y los progresos alcanzados recientemente son alentadores, los computadores cuánticos comerciales están a muchos años de distancia. Los computadores cuánticos basadas en NMR son todavía experimentos de laboratorio y las primeras aplicaciones tomarían, probablemente, la forma de coprocesadores para llevar a cabo funciones específicas, por ejemplo, resolver problemas matemáticos difíciles, sistemas de modelaje cuántico y búsquedas no estructuradas. Los procesadores de texto o las tareas que requieren resolver problemas sencillos se manejan más fácilmente con ayuda de los computadores actuales.
