La memoria cuántica debe imitar al cerebro

Os dejo aquí un artículo que acabo de leer muy interesante. Creo que las próximas entradas tendrán relación con este tema. Os aconsejo que lo leáis.

"El futuro de las computadoras reside en la física cuántica. Esta impresionante rama científica promete, además de ordenadores rápidos, una supercomputadora capaz de extraer información de la misma forma como lo hace el cerebro. Para ello, investigadores por todo el mundo han unido sus conocimientos para teorizar sobre uno de los desarrollos tecnológicos más esperados en el siglo XXI, la información transportada en rayos de luz y partículas subatómicas denominadas hasta ahora "qubits" o unidades cuánticas de códigos binarios.

Unidades cuánticas

Los qubits están compuestos por las partículas subatómicas que componen los átomos. El mejor y más veloz ejemplo es el fotón. Los fotones, al igual que las demás partículas subatómicas, poseen una particular dualidad ya que tanto pueden ser partículas como ondas, es decir, que existen en dos estados a la misma vez. Esta asombrante capacidad se puede visualizar si imaginas objetos del mundo macro y comparas las diferencias.

En el diario vivir, un vaso, por ejemplo, puede estar encima del escritorio o encima de la silla, no en ambos lugares a la vez. Sin embargo, en el mundo cuántico las partículas pueden existir en ambos estados, es decir, tanto encima del escritorio como encima dela silla. Es decir, se encuentran en un estado de superposición.

La superposición

Ahora bien, el físico estudiando estos estados no puede ver u observar esta asombrosa superposición. El investigador sólo conocerá el estado "real" del fotón cuando tome las medidas necesarias. Sólo entonces, la subpartícula "decidirá", por así decirlo, cual estado le favorece y entonces el investigador sabrá si la partícula está en la silla o en el escritorio. Si la opción es la silla, entonces el fotón del escritorio se esfumará. El científico sólo sabrá de la opción que observó al medir los dos estados pero, hasta la fecha, es imposible observar todos los estados cuánticos.

En el mundo del ordenador esta propiedad es una gran ventaja. Si los qubits son capaces de estar en varios estados a un mismo tiempo, entonces pueden buscar información en diferentes lugares de forma simultánea. Si continuamos con el ejemplo anterior, este fotón sería capaz entonces, de buscar la información requerida tanto sobre el escritorio como sobre la silla.

Coherencia cuántica

Pero existe un grave problema y tiene que ver con la manipulación atómica alcanzada por la tecnología moderna. Para manufacturar una computadora cuántica se necesitan miles de millones de qubits unidos en otra propiedad importante llamada "coherencia cuántica". Eso quiere decir, simplemente, que se necesita una cadena de subpartículas, todas unidas en lo que se llama un enredo cuántico. En esta cadena subatómica, todas las partículas muestran una interdependencia entre sí.

Es decir, que cuando la primera partícula de la cadena tome una decisión y seleccione uno de dos estados (códigos binarios de unos y ceros como en los sistemas actuales) entonces, la partícula que le sigue también ocupará un estado definido y así sucesivamente. Este tipo de lío cuántico sólo ha llegado al trío (tres fotones unidos). Ian Walmsley de la Universidad de Rochester en el Reino Unido, pudo sobrepasar los pares y hacer un enredo de tres fotones en interdependencia y transportar información en rayos de luz.

Memoria neuronal

Por otro lado, Carlo Trugenberger de la empresa InfoCodex en Génova, Suiza, ha ideado una forma de introducir información en estos líos cuánticos. De esta forma se puede crear una memoria cuántica RAM (random access memory).

"El truco está en usar patrones, como los que utiliza el cerebro en vez de enviar la información a lugares específicos, con direcciones específicas, como hacen las computadoras clásicas", sugirió Trugenberger. "El cerebro es capaz de reconocer personas, objetos y otras cosas con tan sólo parte de la información ya que se lleva de patrones existentes en la memoria. Una computadora hoy necesita mas información para lograr encontrar lo que busca".

Una computadora cuántica podrá actuar más como un cerebro que como un disco duro moderno. Muchos científicos están de acuerdo en que el cerebro mismo es una computadora cuántica. Además, circuitos neuronales artificiales ya existen hoy.

En estos sistemas, la información es recogida mediante programas de asociación. Sin embargo, estos procedimientos aún siguen limitados por la cantidad reducida de patrones que pueden ser almacenados en la memoria.

De todas formas, la unión de todos estos diseños muestra la cara optimista del cómputo cuántico. En unos años más, los problemas serán otros."

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