La computación cuántica (CC) es uno de los campos más increíbles y "extraños" de los que se desarrollan en la actualidad. La CC utiliza las "extrañas" propiedades de la mecánica cuántica para realizar diversos cálculos en cuestión de minutos que en un ordenador normal llevarían miles de años. Pero ¿ Como es esto posible? ¿Es que el computador cuántico es mucho más rápido?
La verdad es que no se trata de rapidez si no más bien de "tomar un atajo a través del increíble mundo cuántico". En cierto modo y para algunos cálculos concretos bien puede decirse que el CC es una especie de ordenador "mágico". Para entender esto voy a explicar resumidamente su funcionamiento: Un ordenador "normal" trabaja con bits que pueden tomar el valor 1 o el valor 0. El CC trabaja con qbits que pueden tomar el valor 1, el valor 0 o (y aquí está lo increíble) una mezcla de ambos a la vez y con distintos
porcentajes de cada uno (por ejemplo 25% de 0 y 75% de 1). Esto es debido a la propiedad (ya mencionada en el relato 1º) de la superposición cuántica. Utilizando qbits se pueden hacer cálculos AL MISMO TIEMPO con todos los números que se pueden codificar con el número de bits con los que trabaja el CC. Por ejemplo, un ordenador normal con 10 bits puede almacenar 2 elevado a 10 números o sea 1024 números, para realizar cálculos con estos números necesitamos tantas posiciones de memoria como números (cada número se almacena en una posición de memoria) y por supuesto, para realizar los cálculos debemos tomar 1 a 1 cada número. En un CC los 2 elevado a 10 números quedan almacenados todos en los 10 qbits lo que sería equivalente a tener solo 10 direcciones de memoria, es decir, los 1024 números quedan almacenados a la vez en 10 qbits y para realizar los cálculos (y aquí viene lo increíble) el CC no toma los números 1 a 1 sino que utiliza los 2 elevado a 10 números AL MISMO TIEMPO.
Esto es increíble, de ciencia ficción. Imaginaros un CC de 1000 qbits, podría utilizar 2 elevado a 1000 números o sea 10 elevado a 300 números A LA VEZ y realizar cálculos con estos 10 elevado a 300 números A LA VEZ. Nótese que éste número es enorme, mayor que el número de partículas que existen en todo el Universo visible.
Existe una "pega" en los CC: a pesar de trabajar a la vez con toda ésta inmensa cantidad de datos, cuando realizamos la medición para poder ver los resultados del cálculo se "rompe" la superposición cuántica (se colapsa la función de onda cuántica) y instantáneamente el resultado del cálculo adquiere uno solo de los muchos valores posibles, uno al azar. De repente nuestro computador mágico de "destruye". A pesar de este importante inconveniente existen algoritmos o programas que pueden utilizarse para sacar un importante rendimiento al CC. Por ejemplo, para factorizar un número
muy grande (de n dígitos) en sus números primos, un ordenador normal tiene que hacer 2 elevado a n pasos y en un CC estos pasos se reducen a n al cuadrado, esto significa reducir el tiempo desde miles de años a horas utilizando un CC. Esto es importante teniendo en cuenta que la factorización de números primos se utiliza para encriptar transferencias bancarias en todo el mundo. Con un CC podríamos descifrar las claves de millones de transferencias bancarias, por ello los gobiernos están tan interesados en controlar la investigación en CC.