Modelo de demostración de ordenador cuántico exhibido en una vitrina del Museo del Futuro en Nuremberg, Alemania. (Daniel Karmann/dpa/Getty Images)

China, la UE y EE UU conforman los tres grandes polos donde se juega la hegemonía cuántica en los próximos años.

El físico Erwin Schrödinger propuso en 1935 un experimento mental para explicar la computación cuántica. En una caja cerrada se encuentra un gato, junto con un dispositivo con una partícula radioactiva y un frasco de veneno que se rompe cuando la partícula se descompone. Consideraciones éticas aparte, Schrödinger propuso este experimento para explicar una característica esencial de la teoría cuántica: la superposición. Hasta que no abrimos la caja, no sabemos si el animal está vivo o muerto. Esta incertidumbre se describe como superposición, estado en el que el gato está vivo y muerto al mismo tiempo. Esto es difícil de comprender porque pensamos de forma binaria: está vivo o muerto. Desde un punto de vista práctico, no puede ser las dos cosas a la vez. Sin embargo, para los teóricos de la teoría cuántica sí es posible, porque consideran la incertidumbre como un estado más. 

La computación cuántica trabaja con este potencial de la superposición, lo que da lugar a una unidad –el cúbit– con un mayor potencial de cálculo, contrario a los bits de la computación clásica que cuenta solamente con los estados 0 y 1. 

Dada la gran capacidad de cálculo en computación cuántica, muchos países se han lanzado a la carrera para obtener una ventaja. El Foro Mundial Económico afirma que el gasto público invertido en esta tecnología en 2022 fue de más de 30.000 millones de dólares y 17 Estados han creado estrategias nacionales para su desarrollo. Pero este escenario no está exento de dificultades. 

El problema del 'hardware'

El software para la computación cuántica no funciona en los ordenadores clásicos, por lo que los países más tecnológicamente avanzados están trabajando en desarrollar ordenadores cuánticos. Este tipo de hardware ofrece de momento muchos problemas técnicos. Necesitan un sistema de refrigeración muy potente que alcance 273 grados bajo cero. Además, requiere un entorno hermético, en el que partículas atómicas desde el exterior no puedan interferir. Como puede imaginarse, son condiciones muy complejas de crear y, además, muy costosas. De momento, tampoco son sistemas estables. Al contrario, tienden a producir resultados con un alto grado de errores, conocido como decoherencia cuántica.

Ordenador cuántico visto en el centro de investigación Forschungszentrum Jülich, en Alemania. (Lukas Schulze/Getty Images)

La solución para este problema es el empleo de simuladores cuánticos. Se trata de potentes ordenadores clásicos, basados en la computación binaria, que emulan un entorno donde puedan ejecutarse programas cuánticos sin requerimientos tan costosos. Es una solución provisional, hasta que la tecnología de los ordenadores cuánticos haya alcanzado un grado de fiabilidad manejable y sus altos costes hayan bajado a un nivel razonable. Los simuladores no alcanzan el potencial tecnológico que se espera de las auténticas máquinas cuánticas una vez que sean operativas, pero sirven para el ...