La computación cuántica puede ser usada para descifrar códigos
(NC&T) El logro es obra de expertos del NIST (National Institute of Standards and Technology), dependiente del Departamento de Comercio Estadounidense.
El equipo ha demostrado que es posible identificar los patrones repetitivos en la información cuántica guardada en los iones (átomos cargados), usando como bits cuánticos, tres iones (los qubits) para representar los "1" y los "0", y que bajo las raras reglas de la física cuántica, pueden representar a ambos dígitos al mismo tiempo.
Estos científicos creen que usando matrices más grandes de tales iones podrían procesar los datos en un potente computador cuántico. Demostraciones similares anteriores se realizaron utilizando qubits hechos de moléculas en un líquido, sistema que no puede ser expandido a números grandes de qubits.
 | | Imagen coloreada de la fluorescencia de tres iones de berilio atrapados, iluminados con un rayo láser ultravioleta. (Foto: NIST) |
El equipo del NIST usó como qubits iones de berilio electromagnéticamente atrapados, para demostrar una versión cuántica de la "Transformada de Fourier", método de procesamiento ampliamente usado para encontrar modelos repetitivos en los datos. Esta versión cuántica es el paso crucial y final en la implementación del algoritmo de Shor, procedimiento para encontrar los "factores primos" de números grandes (los números primos que al ser multiplicados entre sí, producen un número dado).
El algoritmo de factorización desarrollado por Peter Shor en los Laboratorios Bell en 1994, ha despertado gran interés en la informática cuántica, ya que las técnicas modernas de criptografía suponen que incluso las supercomputadoras más rápidas requieran tiempos muy largos para factorizar los números grandes que se usan para encriptar las comunicaciones militares y las transacciones bancarias, mientras que una computadora cuántica que utilice este algoritmo podría factorizar un número de varios centenares de dígitos en un tiempo bastante corto. Este algoritmo de ruptura de códigos constituye actualmente la aplicación más importante para la informática cuántica.
La computación cuántica ofrece la posibilidad de realizar procesamiento paralelo a gran escala. A diferencia de los "interruptores" en los ordenadores actuales, que están totalmente encendidos o totalmente apagados, los bits cuánticos pueden estar apagados, encendidos, o apagados y encendidos al mismo tiempo. La disponibilidad de tales "superposiciones", además de otras extrañas propiedades cuánticas, brindan los medios para que una computadora cuántica pueda resolver ciertos problemas en un tiempo exponencialmente más corto que un ordenador convencional con el mismo número de bits. Y para ciertas clases específicas de problemas, una computadora cuántica con 300 qubits tiene potencialmente más poder de procesamiento que un ordenador clásico con tantos bits como partículas existen en el universo.
En varios miles de experimentos realizados, cada conjunto de operaciones duró menos de 4 milisegundos, usando pulsos de un láser ultravioleta para manipular los iones individuales en la secuencia, basándose en las precisas medidas del estado cuántico de los iones y empleando los resultados obtenidos para manipular otros iones de forma controlada, antes de que la delicada información cuántica se perdiese.
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