{"id":106679,"date":"2022-09-10T14:30:59","date_gmt":"2022-09-10T13:30:59","guid":{"rendered":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/medioambiente\/?p=106679"},"modified":"2022-09-10T14:30:59","modified_gmt":"2022-09-10T13:30:59","slug":"la-computacion-cuantica-y-la-incertidumbre","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/medioambiente\/2022\/09\/10\/106679","title":{"rendered":"La computaci\u00f3n cu\u00e1ntica y la incertidumbre"},"content":{"rendered":"

Recibimos todos los d\u00edas noticias sobre las maravillas de la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica, sin llegar a verla nunca. Pasa como con la fusi\u00f3n nuclear que est\u00e1 siempre a una distancia en el tiempo de 50 a\u00f1os. Los primeros ordenadores, a v\u00e1lvulas, se construyeron en un plazo de dos a\u00f1os. Una vez descubierto el transistor, no se tard\u00f3 m\u00e1s de 2 a\u00f1os en poner en marcha el primer ordenador de semiconductores. Los ordenadores cu\u00e1nticos se publicitan constantemente, pero la fecha de su puesta en marcha para realizar grandes c\u00e1lculos est\u00e1 siempre a unos a\u00f1os de distancia. <\/span><\/p>\n

El transistor trabaja con un n\u00famero muy elevado de electrones, de los que no se necesita que est\u00e9n en estados concretos, ni correlacionados, ni enlazados. Basta conque los electrones salten de la banda de valencia a la de conducci\u00f3n y a la inversa, en una red de un cristal de silicio con impurezas.  <\/span><\/p>\n

En los ordenadores cu\u00e1nticos se pretende controlar electrones individuales de una red cristalina. Por ejemplo, electrones en los distintos niveles energ\u00e9ticos de \u00e1tomos de f\u00f3sforo embebidos en un cristal de \u00e1tomos de silicio. Se trata de utilizar el spin de alguno de los electrones del nivel de m\u00e1xima energ\u00eda del \u00e1tomo, probablemente en un estado excitado (para independizarlo de los otros 4 electrones de ese nivel de m\u00e1xima energ\u00eda). En ese nuevo nivel excitado, el electr\u00f3n tiene un spin cualquiera, es decir una direcci\u00f3n arbitraria de su giro en su movimiento referido al n\u00facleo del \u00e1tomo. <\/span><\/p>\n

Esa direcci\u00f3n arbitraria se representa como un par de coeficientes alfa<\/i> y beta<\/i> que marcan la direcci\u00f3n en t\u00e9rminos de unos ejes tambi\u00e9n arbitrarios. Dibujen ustedes un par de l\u00edneas perpendiculares en un papel, utilizando una escuadra de las que, si tienen hijos, estos habr\u00e1n utilizado en alguna de sus clases. Y luego, desde el punto en que se cortan esas dos l\u00edneas, dibujen otra entre ellas. Decimos que esta nueva linea tiene una cierta cantidad a<\/i> de la l\u00ednea horizontal h<\/i> y otra b<\/i> de la vertical v<\/i>: ah + bv<\/i>. <\/span><\/p>\n

En el esot\u00e9rico lenguaje de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica se dice que la l\u00ednea inclinada est\u00e1 en una mezcla de estados horizontal y vertical. Exagerando el lenguaje una barbaridad,<\/b> se dice que esa l\u00ednea est\u00e1 en los estados h<\/i> y v <\/i>simult\u00e1neamente. <\/span><\/p>\n

Esa l\u00ednea, que representa la direcci\u00f3n en la que gira un electron en su camino, puede cambiarse de manera continua. Puede representar un n\u00famero inmensamente grande de direcciones. Evidentemente. No hay nada m\u00e1gico en ello. A esa l\u00ednea se le llama qubit<\/b>. Mientras que en los ordenadores cl\u00e1sicos (y los m\u00f3viles y el resto de circuitos que utilizamos cada minuto de nuestras vidas modernas) se utilizan  muchos electrones saltando de niveles de energ\u00eda (banda de conducci\u00f3n a banda de valencia, por ejemplo) en los posibles ordenadores cu\u00e1nticos se quiere utilizar aquella enorme cantidad de direcciones de giro de un \u00fanico electr\u00f3n. <\/span><\/p>\n

Ahora, los saltos entre banda de conducci\u00f3n y banda de valencia son muy f\u00e1cilmente controlables en cristales de silicio con impurezas, ya que intervienen muchos electrones y aunque alguno no salte, saltan un n\u00famero suficiente de ellos para realizar los c\u00e1lculos. Sin embargo, las combinaciones de h<\/i> y v<\/i>  de un \u00fanico electr\u00f3n son de hecho incontrolables, pues dependen de los movimientos del resto de los electrones en el silicio, y en la caja donde est\u00e1 situado el cristal de silicio. <\/span><\/p>\n

En el lenguaje esot\u00e9rico de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica se dice que para poder hacer un ordenador (o un m\u00f3vil) con qubits, se precisa \u201ccorregir los errores<\/i>\u201d. Pero en el nivel at\u00f3mico los errores<\/i>, es decir, el movimiento de cada electr\u00f3n individual, no se puede controlar. Se pretende \u201ccorregir errores<\/i>\u201d introduciendo m\u00e1s qubits interactuantes con uno de ellos. Pero esos qubits adicionales deben \u201ccorregirse\u201d a su vez, de manera que el resultado es, como todo a nivel at\u00f3mico, ca\u00f3tico, en un caos que produce resultados \u00fatiles en la naturaleza porque \u00e9sta funciona de manera estad\u00edstica. <\/span><\/p>\n

Sin embargo,  las m\u00e1quinas (y los ordenadores son m\u00e1quinas) que utilizamos los seres humanos no permiten un funcionamiento estad\u00edstico: No podemos tener un coche en el aparcamiento que unas veces arranque y otras no, cuando lo queremos utilizar. De hecho, toda la ingenier\u00eda es, al fin y a la postre, el esfuerzo inmenso por eliminar la aleatoriedad de las m\u00e1quinas (que a pesar de ese esfuerzo, se rompen de vez en cuando). <\/span><\/p>\n

Imaginemonos un ordenador cu\u00e1ntico controlando un sistema de defensa anti-misiles nucleares. Mejor no pensarlo.<\/p>\n

Si quieren saber m\u00e1s de estas y otras cuestiones relacionadas con la incertidumbre de nuestro sistema, pueden consultar \u201cDisfrutando la Incertidumbre\u201d:<\/p>\n

https:\/\/www.amazon.es\/Disfrutando-Incertidumbre-Antonio-Ruiz-Elvira-ebook\/dp\/B09Z2HCTTL\/ref=sr_1_1?crid=2KBW2YR6FK8U8&keywords=disfrutando+la+incertidumbre&qid=1656009931&s=digital-text&sprefix=%2Cdigital-text%2C94&sr=1-1<\/a><\/span><\/p>\n

Es posible leer los libros Kindle tanto en m\u00f3vil como en ordenador. Basta con bajarse gratis unas \u201capp\u201d  <\/span>de Kindle en Amazon. <\/span><\/p>\n

https:\/\/www.amazon.com\/b?node=16571048011<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Recibimos todos los d\u00edas noticias sobre las maravillas de la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica, sin llegar a verla nunca. Pasa como con la fusi\u00f3n nuclear que est\u00e1 siempre a una distancia en el tiempo de 50 a\u00f1os. Los primeros ordenadores, a v\u00e1lvulas, se construyeron en un plazo de dos a\u00f1os. Una vez descubierto el transistor, no se tard\u00f3 m\u00e1s de 2 a\u00f1os en poner en marcha el primer ordenador de semiconductores. Los ordenadores cu\u00e1nticos se publicitan constantemente, pero la fecha de su puesta en marcha para realizar grandes c\u00e1lculos est\u00e1 siempre a unos a\u00f1os de distancia.  El transistor trabaja con un n\u00famero\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":20,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[1],"tags":[],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/medioambiente\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/106679"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/medioambiente\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/medioambiente\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/medioambiente\/wp-json\/wp\/v2\/users\/20"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/medioambiente\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=106679"}],"version-history":[{"count":9,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/medioambiente\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/106679\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":106688,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/medioambiente\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/106679\/revisions\/106688"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/medioambiente\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=106679"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/medioambiente\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=106679"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/medioambiente\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=106679"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}