Las futuras computadoras cuánticas emplearían un fenómeno físico conocido como "superposición", donde objetos de tamaño infinitesimal, como los electrones, pueden existir en dos o más lugares al mismo tiempo. Esto significaría que las futuras computadoras creadas con procesadores "superpuestos", podrían utilizar bits cuánticos (llamados "qubits": quantum bits). Un qubit tiene la capacidad de representar ambos estados: un "0" y un "1" en forma simultánea.
Al ser capaces de calcular cada combinación de encendido y apagado de manera paralela, las computadoras cuánticas serían increíblemente más rápidas que los procesadores actuales, pues tendrían una enorme capacidad de procesamiento. Se estima que operarían a velocidades hasta mil veces mayores que las presentes.
Alberto Galindo, académico del departamento de Física Teórica de la Universidad Complutense de Madrid, es enfático al respecto: "Al igual que la sociedad usuaria de los mastodónticos ordenadores de finales de los 40, con miles de tubos de vacío y decenas de toneladas de peso, no se imaginaba que medio siglo después cualquier colegial dispondría de máquinas de calcular mucho más ligeras y potentes
queremos pensar que el ingenio de los científicos logrará vencer finalmente las dificultades para construir ordenadores cuánticos de potencia adecuada".
Entre algunas de sus principales ventajas, estos increíbles equipos tendrían una potencia mucho mayor para la encriptación de información; permitirían una búsqueda más rápida en gigantescas bases de datos; posibilitarían el desarrollo de productos digitales seguros (como firmas digitales e incluso dinero electrónico a prueba de fraudes), y simularían complejísimos sistemas bioquímicos para el diseño de medicamentos.
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