Las computadoras cuánticas serían más potentes de lo pensado debido a esta oscura razón

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Las computadoras cuánticas son dispositivos que están pensados para resolver problemas utilizando las extrañas reglas de la física cuántica. A diferencia de las computadoras comunes, que almacenan información en bits (0 o 1), las computadoras cuánticas usan qubits, los cuales pueden ser una mezcla de ambas a la vez.

Esta diferencia significa que las computadoras cuánticas deberían ser capaces de resolver algunos problemas mucho más rápido que las máquinas ordinarias. Sin embargo hasta ahora no se conocía que tan extrañas y potentes podían ser.

Ahora, los investigadores Ran Raz en la Universidad de Princeton y Avishay Tal en la Universidad de Stanford en California han demostrado que la computación cuántica no es solo una forma más rápida de resolver problemas, sino que es extraña. El par de investigadores ha demostrado que las computadoras cuánticas podrían resolver un conjunto particular de problemas que ninguna computadora clásica podría lograr, incluso si dejamos que la computadora clásica "haga trampa" al otorgarle superpoderes.

Complicado ejercicio teórico

Raz y Tal estudiaron dos clases de complejidad (las clases de complejidad son conjuntos de problemas clasificados por su dificultad), con el fin de descubrir cómo funciona la computación en un nivel fundamental.

El primero se llama tiempo polinomial cuántico de error limitado (BQP), que es esencialmente el conjunto de todos los problemas que se pueden resolver mediante una computadora cuántica. La segunda jerarquía polinómica (PH) es el conjunto de todos los problemas que una computadora clásica puede resolver si le damos una variedad de superpotencias, como la capacidad de adivinar al instante las soluciones correctas a un problema o determinar instantáneamente si un problema no tiene solución válida.

En el ejercicio teórico, el par descubrió que una computadora PH es muy poderosa, pero probablemente nunca podría ser construida en el mundo real. Aunque sirve como una herramienta útil para estudiar la computación.

"Tan abstracto y poco realista como suena, los teóricos de la complejidad pensamos que la jerarquía polinómica es algo reconocible como 'cálculo clásico' en su núcleo", dice a New Scientist, Henry Yuen de la Universidad de Toronto (Canadá), quien no estuvo involucrado en el estudio.

Por otro lado, el estudio también sugiere que las computadoras cuánticas tienen una superpotencia: la capacidad de explotar la física cuántica. Y para ver cuál superpotencia, si BQP o PH, es mejor Raz y Tal analizaron ambas opciones y encontraron que no son idénticas. Existe un problema esotérico sobre la distribución de números aleatorios que una computadora cuántica puede resolver, pero una computadora PH no puede.

El estudio podría tener aplicaciones prácticas 

Puesto de manera simple, incluso si hacemos que una computadora ordinaria sea más poderosa de lo que podríamos esperar lograr en el mundo real, hay algunos problemas que solo pueden resolverse con el poder de la física cuántica.

En términos prácticos, es poco probable que haya un impacto en las computadoras cuánticas del mundo real. Porque la prueba se basa en otra herramienta teórica de complejidad con poca influencia en el mundo real llamada "oráculo", que proporciona respuestas instantáneas a una pregunta.

Pero estudios sobre las PH ya han demostrado darle la delantera a Google en la carrera por la supremacía cuántica, por lo que podría ser posible usar el nuevo resultado de Raz y Tal para encontrar otras formas de demostrar de manera práctica el poder de las computadoras cuánticas.

 

Victor Román
Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma.

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