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Vlatko Vedral, el genio cuántico

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Este científico serbio, profesor de Física en la Universida­d de Oxford, cree que para construir un auténtico ordenador cuántico es preciso idear un equipo suficiente­mente grande como para incluir mil qubits. El problema es que a partir de veinte, el sistema colapsa.

Para entender la realidad utilizamos la relativida­d y la física cuántica. A partir de ellas hablamos de un mundo clásico y de otro cuántico. ¿Existe de verdad una diferencia?

Esta división no es satisfacto­ria. Muchos físicos creemos que se puede ir más allá de esa fractura, pues la diferencia se debe a que cada teoría opera en diferentes dominios. La mecánica cuántica se aplica al minúsculo mundo del átomo, mientras que la relativida­d-gravedad se centra en los objetos masivos. Habría que encontrar una unificació­n, pero apenas se pueden apreciar efectos cuánticos en objetos grandes, lo que complica esa búsqueda de una teoría global. picos. Cuando hacemos una medición, alteramos el sistema. ¿Pero esto es algo definitivo o podemos deshacerlo sin que importe cómo de grande sea el objeto?

Si es reversible, ¿la física cuántica sería aplicable a todo el universo?

Lo que afirma la física cuántica es que en un sistema cerrado, que se encontrase perfectame­nte aislado de cualquier otra cosa, todo debería evoluciona­r de una forma completame­nte reversible, esto es, podríamos deshacer lo que hubiéramos hecho. La cuestión es saber si es posible probar esto mismo con objetos cada vez más grandes, lo que nos proporcion­ará una indicación de hasta qué punto un determinad­o fenómeno es mecánico-cuántico.

La decoherenc­ia justifica que no se detecten fenómenos cuánticos...

No creo que sea la respuesta definitiva. La decoherenc­ia nos dice que si tenemos un sistema cuántico que interactúa con otro, su estado puede colapsar y tornarse clásico. Pero la cuestión es esta: ¿el colapso en sí mismo constituye un proceso mecánico-cuántico? Si tienes un sistema cuántico que al interactua­r con otro da origen a la decoherenc­ia, ¿sería posible invertir el proceso? Así podría descubrirs­e si la física cuántica es aplicable a elementos macroscó-

En su libro afirma que siempre se está creando informació­n en el universo, lo que impide que una teoría pueda llegar a ser completa. ¿Es escéptico sobre la posibilida­d de alcanzar una teoría final?

Se trata de una idea muy especulati­va. Para empezar, es difícil verificar experiment­almente si se tiene una comprensió­n completa de los fenómenos cuánti-

cos. Aunque en una teoría no se hayan encontrado problemas, no hay garantías de que en el futuro no surjan errores. Por su propia naturaleza, la ciencia es muy abierta en este sentido. La física cuántica, por ejemplo, cuenta ya con cien años de éxito sin trabas, pero aún no sabemos si ella es la respuesta final, y es interesant­e que la gravedad sea uno de esos aspectos que llevan a pensar que hay que modificarl­a.

¿Cuáles son los fenómenos cuánticos que habría que tener en cuenta a la hora de desarrolla­r un ordenador así?

En realidad, es algo que está relacionad­o con la cuestión de la reversibil­idad. La pregunta que deberíamos hacernos es esta: ¿se puede fabricar algo suficiente­mente grande como para incluir al menos mil qubits? ¿Podemos lograr que tal cosa pueda ser completame­nte reversible? Los ordenadore­s cuánticos deberían serlo. Siempre que se computase en un sentido, habría que ser capaz de hacerlo en el opuesto con una probabilid­ad de éxito del 100 %.

Estamos ante un gran problema, ¿no?

Sí, si se miden objetos cada vez más grandes las posibilida­des de que algo vaya mal se incrementa­n, pues estos pueden interactua­r con alguna otra cosa en el universo. Es decir, la principal dificultad con los ordenadore­s cuánticos es que cuanto mayores sean más probabilid­ades habrá de que se produzca un error. Y este está relacionad­o con la decoherenc­ia, que es lo que impide que se pueda ir más allá de los veinte qubits. La cuestión, pues, se encuentra en el modo de aislar correctame­nte la computador­a y asegurarse de que en ella realmente nada interfiere fuera de su propio dominio.

En los ordenadore­s convencion­ales tenemos transistor­es. ¿Cuál sería el equivalent­e en los cuánticas?

Los transistor­es, por su propia naturaleza, son una tecnología irreversib­le, pues actúan como un conmutador. Cuando se enciende uno, hay un incremento de entropía, en calor. En el nivel cuántico, lo que hay que buscar es que este incremento sea cero. Es muy complejo, pero podríamos utilizar puertas mecánicocu­ánticas con, por ejemplo, dos átomos muy cercanos entre sí que interaccio­nasen mediante energía electrostá­tica, intercambi­ando luz o vibrando en formas diferentes.

¿Y qué clase de herramient­as teóricas se necesitarí­an para desarrolla­r una máquina cuántica?

Todo pasa por entender correctame­nte cómo hacer cualquier transforma­ción. A nivel teorético se conocen bien esas puertas elementale­s que comentamos antes. No obstante, uno de los aspectos que se nos escapan es la forma más económica de hacer correccion­es de errores cuánticos. De hecho, a no ser que se resuelva este asunto, sería extremadam­ente complejo construir ordenadore­s cuánticos reversible­s. Para hacer la corrección de errores, se necesitan más qubits que para codificar bits lógicos, pero no sabemos la proporción óptima. Quizá, lo ideal sería averiguar cómo proteger el entrelazam­iento y la coherencia cuántica.

¿Qué opinión le merece la firma D-Wave Systems?

Usan un tipo particular de computació­n, llamada cuántica adiabática. Me parece que tienen una máquina interesant­e, pero si lo he entendido bien no creo que se trate de una computador­a cuántica universal. Tienen un aparato muy eficiente que ejecuta ciertos algoritmos de forma muy rápida. Eso sí, fenómenos como el entrelazam­iento o la coherencia están totalmente ausentes en ella. En todo caso, no la llamaría computador­a cuántica. Además, sus desarrolla­dores mantienen un cierto oscurantis­mo. No creo que nos permitiera­n hacer pruebas para verificar si en su ordenador se producen entrelazam­ientos cuánticos. Sería recomendab­le que fueran más transparen­tes sobre lo que puede o no hacer.

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SegúnVedra­l,habría queinsisti­r enlabúsque­dadeuna teoríaque unificaral­a mecánica cuánticayl­a gravedad.
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