Los ordenadores cuánticos prometen. La auténtica revolución llegará con una internet cuántica que ya viene

Las tecnologías cuánticas van más allá de los ordenadores cuánticos. Hablamos mucho de ellos porque durante los últimos cinco años han experimentado un desarrollo espectacular, pero hay vida más allá de estas complejísimas máquinas. También se está pergeñando una internet cuántica. De hecho, esta infraestructura de comunicaciones cuánticas a gran escala ya está en marcha. En julio de 2020 el DOE (Departamento de Energía de Estados Unidos) hizo pública su estrategia para propiciar el desarrollo de las tecnologías que son necesarias para desplegar una internet cuántica.

Y de la mano de este anuncio llegó también el compromiso firme de invertir inicialmente 625 millones de dólares en este proyecto. China y Estados Unidos son las dos grandes potencias que están dedicando más recursos al desarrollo de las comunicaciones cuánticas, pero Europa también está contribuyendo a esta disciplina con avances muy significativos. Desplegar una infraestructura de comunicaciones cuánticas con cobertura mundial y un alcance equiparable al de la red internet que utilizamos actualmente nos permitirá transferir grandes volúmenes de información de una manera esencialmente instantánea.

Además, la transmisión de los datos se llevará a cabo de una forma inherentemente segura debido a que el entrelazamiento entre los nodos involucrados en la comunicación se rompe si esta se ve vulnerada de alguna forma. Incluso si, sencillamente, alguien la observa. Ambas promesas suenan muy bien, pero lo más prudente es que moderemos nuestro probable entusiasmo inicial debido a una razón de peso: la internet cuántica no está destinada a reemplazar a la internet que utilizamos actualmente.

La internet cuántica se acerca

Cuando llegue, y tenemos razones fundadas para prever que llegará, convivirá con la internet con la que todos estamos familiarizados de igual forma que los ordenadores cuánticos están llamados a convivir en perfecta armonía con los superordenadores clásicos. Esta reflexión nos invita a preguntarnos en qué aplicaciones tiene sentido recurrir a una concepción cuántica de internet, y la respuesta emerge por sí sola de las dos propiedades de esta red en las que acabamos de indagar: su capacidad de transferir grandes volúmenes de datos de forma instantánea y la invulnerabilidad inherente de las comunicaciones cuánticas.

Stephanie Simmons es física, exinvestigadora de la Universidad de Harvard y cofundadora de la compañía especializada en comunicaciones cuánticas Photonic. Recientemente ha participado en un evento organizado por ‘Economist Impact’ y nos ha dejado varias declaraciones que pueden ayudarnos a entender mejor cuál es el potencial de la internet cuántica. Su empresa apuesta por la fabricación de cúbits de espín de silicio interconectados mediante enlaces fotónicos porque esta estrategia favorece la implementación de una arquitectura modular y escalable.

«El recurso clave para hacer posible la computación cuántica distribuida es el entrelazamiento […] Distribuirlo es crucial en todos los casos de uso de una red cuántica […] Si conseguimos distribuir el entrelazamiento correctamente podremos ejecutar algoritmos a escala con más rapidez», asegura Simmons. Otro apunte importante que nos ofrece esta experta es que la implementación de un sistema distribuido de cúbits conectados mediante enlaces fotónicos permite entrelazar dos cúbits cualesquiera. Eso sí, siempre y cuando exista entre ellos una conexión fotónica debido a que es imprescindible para llevar a cabo el entrelazamiento.

Este fenómeno no tiene un equivalente en la física clásica, y consiste en que el estado de los sistemas cuánticos involucrados, que pueden ser dos o más, es el mismo. Esto significa que estos objetos, en realidad, forman parte de un mismo sistema, incluso aunque estén separados físicamente. De hecho, la distancia no importa. Si dos partículas, objetos o sistemas están entrelazados mediante este fenómeno cuántico, cuando midamos las propiedades físicas de uno de ellos estaremos condicionando instantáneamente las propiedades físicas del otro sistema con el que está entrelazado. Incluso aunque esté en la otra punta del universo.

Todo lo que hemos visto hasta ahora en este artículo nos invita a prever que los ordenadores cuánticos conectados mediante enlaces fotónicos presumiblemente darán forma a una internet cuántica que tendrá unas capacidades inalcanzables para la red con la que todos estamos familiarizados actualmente. De hecho, si finalmente esta infraestructura prospera y llega a ser implementada correctamente la escalabilidad dejará de ser un problema. Y es que será posible interconectar tantos cúbits que en cierto modo la misma internet cuántica se comportará como un gigantesco ordenador cuántico dotado de millones de cúbits. Ojalá estas ideas lleguen a buen puerto. Crucemos los dedos.

Imagen | IBM

Más información | The Quantum Insider

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