Computación cuántica: ¿Cómo serán los computadores del futuro?

Dentro de unos años, las computadoras serán bastante diferentes de las actuales. Los avances en el campo de la nanotecnología harán que las computadoras dejen de utilizar el silicio como sistema para integrar los transistores que la componen y empiecen a manejarse con lo que se llama mecánica cuántica, lo que hará que utilicen transistores a escala atómica. Aproximadamente para el año 2010, el tamaño de los transistores o chips llegará a límites de integración con la tecnología actual, y ya no se podrán empaquetar más transistores en un área de silicio, entonces se entrará al nivel atómico o lo que se conoce como mecánica cuántica. Las computadoras convencionales trabajan simbolizando datos como series de unos y ceros –dígitos binarios conocidos como bits. El código binario resultante es conducido a través de transistores, switches que pueden encenderse o prenderse para simbolizar un uno o un cero. Las computadoras cuánticas, sin embargo, utilizan un fenómeno físico conocido como “superposición”, donde objetos de tamaño infinitesimal como electrones o átomos pueden existir en dos o más lugares al mismo tiempo, o girar en direcciones opuestas al mismo tiempo. Esto significa que las computadoras creadas con procesadores superpuestos puedan utilizar bits cuánticos –llamados qubits- que pueden existir en los estados de encendido y apagado simultáneamente. De esta manera, estas computadoras cuánticas pueden calcular cada combinación de encendido y apagado al mismo tiempo, lo que las haría muchísimo más veloces que los actuales procesadores de datos a la hora de resolver ciertos problemas complejos de cálculos matemáticos. La investigación de la computación cuántica está ganando terreno rápidamente en laboratorios de investigación militares, de inteligencia y universidades alrededor del planeta. Entre otros, están involucrados gigantes como AT&T , IBM , Hewlett-Packard , Lucent and Microsoft . Por otro lado, físicos del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST en sus siglas en inglés), realizaron experimentos en los cuales demostraron las cualidades de los nanotubos (diminutos tubos de carbón, tan pequeños que no pueden verse a simple vista, y tienen propiedades eléctricas inusuales) como conductores, lo que permitirá que se transforme en una realidad las computadoras cuánticas. Cuando sean construidas (y hay toda una discusión sobre la viabilidad de este tipo de computadoras) las mismas tendrán una potencia mucho mayor que los actuales sistemas de encriptación de datos, permitirán una búsqueda mucho más rápida en gigantescas bases de datos, el desarrollo de productos como firmas digitales a prueba de fraudes o simular complejos sistemas biológicos para el diseño de nuevas drogas. Otro grupo de investigadores, esta vez de la Universidad de Tecnología Delft de Holanda, desarrollaron nanotubos a los cuales le agregaron electrodos de aluminio en cada extremo, y analizaron el comportamiento de estos cables a temperaturas cercanas al cero. A esas temperaturas, el aluminio se vuelve superconductivo, permitiendo la conducción de corriente eléctrica. De esta manera, los nanotubos superconductores forman parte de la circuitería necesaria para el desarrollo de una futura computadora cuántica. Computadoras casi invisibles La nanotecnología será un salto importante en la reducción de los componentes, y ya hay avances, pero muchos de estos adelantos se consideran secretos de las empresas que los están desarrollando. El tamaño de las computadoras del futuro también podría sorprender, ya que podría ser la quincuagésima parte (cincuenta veces menor) de una computadora actual de semiconductores que contuviera similar número de elementos lógicos. La reducción del tamaño desemboca en dispositivos más veloces; las computadoras podrán operar a velocidades mil veces mayores que las actuales. Algunos estudios pronostican que la técnica híbrida, que conjuga microcircuitos semiconductores y moléculas biológicas, pasará bastante pronto del dominio de la fantasía científica a las aplicaciones comerciales. Las pantallas de cristal líquido ofrecen un espléndido ejemplo del sistema híbrido que ha triunfado. Casi todas las computadoras portátiles utilizan pantallas de cristal líquido, que combinan dispositivos semiconductores con moléculas orgánicas para controlar la intensidad de la imagen en la pantalla. Son varias las moléculas biológicas que se podrían utilizar con vistas a su utilización en componentes informáticos.