fÍsica cuÁntica la charla - investigación y ciencia · 64 investigaciÓn y ciencia, julio 2017...
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62 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, julio 2017
¡¿QUÉ ESTÁS LEYENDO?!
La charlaScott Aaronson y Zach Weinersmith
¡NADA! ¡NADA!
ERES TAN MAYOR YA. CREO QUE ES HORA DE QUE
TENGAMOS... “LA CHARLA”.
LA CHARLA SOBRE COMPUTACIÓN CUÁNTICA.
¡NO! ¡SERÁ INCÓMODO! MIRA, TENGO INTERNET.
¡SÉ TODO LO QUE HACEN LAS PARTÍCULAS
CUANDO NADIE LAS MIRA!
¿ASÍ QUE SABES LO QUE ES UN QUBIT?
Scott Aaronson es catedrático de ciencias de la computación en la Universidad de Texas en Austin. Su investigación se centra en las posibilidades y los límites de la compu- tación cuántica y en la teoría de la com- plejidad computacional.
Zach Weinersmith es humorista gráfico especializado en ciencia y tecnología y autor de la web de cómics Saturday Morning Breakfast Cereal. Sus trabajos han aparecido publicados en numerosos medios de prestigio interna- cional. Es autor de Soonish: Ten emerging technologies that’ ll improve and/or ruin everything (Penguin Press, octubre de 2017).
F Í S I C A C UÁ N T I C A
Julio 2017, InvestigacionyCiencia.es 63
¿Y CÓMO SE USARÍAN ESAS
SUPERPOSICIONES CUÁNTICAS
EN COMPUTACIÓN?
¡FÁCIL! CON DOS QUBITS HAY
CUATRO POSIBILIDADES: ØØ, Ø1, 1Ø, 11. CON TRES QUBITS,
OCHO. Y EL NÚMERO SE DOBLA CON CADA QUBIT ADICIONAL.
ENTONCES, EN UN ORDENADOR
CUÁNTICO, TODAS ESAS POSIBILIDADES
TRABAJARÍAN EN PARALELO, CADA UNA
INTENTANDO UNA RESPUESTA DIFERENTE
AL PROBLEMA...
OJALÁ NO LEYESES ESAS REVISTAS. NO SON BUENAS
PARA LOS NIÑOS.
¡NO SOY UN NIÑO! CARIÑO, CREO QUE YA ERES LO BASTANTE MAYOR PARA SABER
LA VERDAD SOBRE LA MECÁNICA CUÁNTICA.
LA SUPERPOSICIÓN CUÁNTICA... NO QUIERE DECIR
Ø Y 1 A LA VEZ. AL MENOS, NO COMO
PIENSAS.
AH, ¿NO ES Ø Y 1? ¡OH! ESPERA, YA SÉ. ES Ø O 1, SOLO QUE NO SABEMOS CUÁL. Y CUANDO MIRAS,
EL UNIVERSO ESCOGE UNA POSIBILIDAD AL AZAR. ¡DIOS JUGANDO A LOS
DADOS!
PERO, SI ES ASÍ... ¿QUÉ VENTAJAS TIENE LA
COMPUTACIÓN CUÁNTICA?
CIELO, LA SUPERPOSICIÓN NO QUIERE DECIR “Y”, PERO TAMPOCO “O”.
*ufff*
¡POR SUPUESTO! ¡ES UN BIT CUÁNTICO! YA SABES... UN BIT CLÁSICO ES Ø O 1.
ENCENDIDO O APAGADO. PERO CUANDO UN Ø Y UN 1
SE QUIEREN MUCHO, A VECES HACEN UN QUBIT,
QUE ES COMO... Ø Y 1 A LA VEZ. JUNTOS. EN PARALELO.
“EN SUPERPOSICIÓN”. COMO EL GATO DE
SCHRÖDINGER, QUE ESTÁ VIVO Y MUERTO AL
MISMO TIEMPO.
64 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, julio 2017
QUIERE DECIR UNA COMBINACIÓN LINEAL COMPLEJA DE UN ESTADO Ø Y UN ESTADO 1. TIENES QUE VERLO COMO UNA NUEVA CATEGORÍA ONTOLÓGICA: UNA MANERA DE COMBINAR COSAS QUE NO SE CORRESPONDE CON
NINGÚN CONCEPTO CLÁSICO.
ESPERA. ¿VOSOTROS PONÉIS NÚMEROS COMPLEJOS EN VUESTRAS ONTOLOGÍAS?
SÍ. Y NOS ENCANTA.
PUAJ
UN MOMENTO... ¡ESO SIGNIFICA QUE UN QUBIT
ES UN VECTOR UNITARIO EN UN ESPACIO DE HILBERT DE
DOS DIMENSIONES!
¡SÍ! LA MECÁNICA CUÁNTICA NO ES MÁS QUE CIERTA GENERALIZACIÓN DE LA PROBABILIDAD.
PERO LA PROBABILIDAD QUE TE ENSEÑARON EN PREESCOLAR SOLO
PERMITÍA NÚMEROS REALES ENTRE Ø Y 1.
EN MECÁNICA CUÁNTICA HAY AMPLITUDES DE PROBABILIDAD.
Y PUEDEN SER POSITIVAS, NEGATIVAS O INCLUSO
COMPLEJAS.
¿INTERFERENCIA?
CUANDO HACES UNA MEDIDA, HAY UNA REGLA PARA CONVERTIR ESAS AMPLITUDES EN PROBABILIDADES ORDINARIAS. PERO CUANDO NO MIRAS, LAS AMPLITUDES...
BUENO, A VECES HACEN ALGO
MUY ESPECIAL Y PRIVADO ENTRE SÍ.
ALGO MUY...ÍNTIMO.
HOY LOS NIÑOS CRECÉIS TAN
RÁPIDO.
ESO ES. Y SI UN SUCESO PUEDE OCURRIR DE UNA MANERA CON UNA AMPLITUD POSITIVA Y DE OTRA CON UNA AMPLITUD NEGATIVA, UNA Y OTRA PUEDEN INTERFERIR DESTRUCTIVAMENTE Y CANCELARSE. ASÍ QUE LA AMPLITUD
TOTAL ES CERO...
¡Y EL SUCESO
NO TIENE LUGAR!
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¿QUÉ PASA? PUEDES CONTÁRMELO.
EN EL COLEGIO HAY CHICOS QUE YA ESTÁN HACIENDO
EXPERIMENTOS DE INTERFERENCIA CUÁNTICA.
¿AH, SÍ? ¿Y QUÉ DICEN QUE ESTÁN HACIENDO
INTERFERIR?
CUANDO MI ABUELO ME ENSEÑABA MECÁNICA CUÁNTICA SIEMPRE DECÍA COSAS COMO “CARIÑO, IMAGINA UN GATO EN UNA
CAJA”.
LO QUE TIENES QUE ENTENDER ES QUE LA
COMPUTACIÓN CUÁNTICA NO VA SOLO DE INTENTAR TODAS LAS RESPUESTAS
EN PARALELO.
¿Y POR QUÉME MINTIERONESOS ARTÍCULOS DIVULGATIVOS?
DURANTE GENERACIONES, LOS FÍSICOS ADOPTARON UNA COSTUMBRE AL HABLAR DE ESTO CON EXTRAÑOS. NO QUERÍAN
SER DEMASIADO... GRÁFICOS.
DEMASIADO EXPLÍCITOS.
DEMASIADO...
*glup*
MATEMÁTICAMENTE PRECISOS.
BUENO, SOLO SABEMOS CÓMO
HACERLO CON UNOS POCOS PROBLEMAS
CONCRETOS.
¡Y ESO AUMENTA
MUCHÍSIMO LA
VELOCIDAD DEL
ORDENADOR!
EN COMPUTACIÓN CUÁNTICA, TODA LA IDEA ES COREOGRAFIAR UN
PATRÓN DE INTERFERENCIA EN EL QUE LOS CAMINOS QUE LLEVAN A
RESPUESTAS INCORRECTAS INTERFIERAN DESTRUCTIVAMENTE Y SE CANCELEN,
MIENTRAS QUE LOS QUE LLEVAN A LA RESPUESTA CORRECTA SE
REFUERCEN.
¡EXACTO! ESO ES LO QUE DIFERENCIA
LA MECÁNICA CUÁNTICA DE LA PROBABILIDAD DE TODA LA VIDA.
HOY VIVIMOS EN UNA CULTURA MÁS ABIERTA. Y LOS CHICOS PUBLICAN SUS PRIMEROS ARTÍCULOS DE
COMPUTACIÓN CUÁNTICA CADA VEZ ANTES. TU PADRE Y YO NO ESTÁBAMOS SEGUROS DE QUE FUESE
EL MOMENTO DE CONTARTE TODO ESTO. PERO ESTÁS CRECIENDO, Y NO QUERÍAMOS QUE... QUE
COMETIESES UN ERROR.
66 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, julio 2017
¿MAMÁ? ¿SÍ?
MONTONES DE COSAS. SUS PROPIAS MANOS. INCLUSO RATONES Y
RANAS.
CARIÑO, NO ES CIERTO. NADIE HA CONSEGUIDO CREAR INTERFERENCIAS
CUÁNTICAS CON OBJETOS DE ESE TAMAÑO. NO ES MÁS QUE UNA FANTASÍA QUE A VECES LA GENTE MENCIONA
EN LAS REVISTAS.
CUANDO SEAS MAYOR APRENDERÁS QUE UN
QUBIT ES QUISQUILLOSO. NO INTERFIERE A MENOS QUE ESTÉ INCREÍBLEMENTE BIEN AISLADO DEL ENTORNO.
DE LO CONTRARIO, ES COMO SI EL
RESTO DEL UNIVERSO LO ESTUVIESE
OBSERVANDO. Y EL QUBIT SE AVERGÜENZA
Y NO PUEDE... YA SABES... DAR LA TALLA.
Y CUANTO MÁS GRANDE ES ALGO, MÁS DIFÍCIL RESULTA DE AISLAR.
Y POR ESO LOS QUBITS SON DEMASIADO
PEQUEÑOS PARA APRECIARLOS A SIMPLE VISTA.
NO ES EL TAMAÑO LO QUE IMPORTA.
ES LA ROTACIÓN EN UN ESPACIO VECTORIAL
COMPLEJO.
GRACIAS, MAMÁ.
¿Y QUÉ PASA CON TODO LO DEMÁS, COMO EL PRINCIPIO
DE INCERTIDUMBRE DE HEISENBERG, LA DUALIDAD
ONDA-PARTÍCULA O EL EFECTO TÚNEL? HE OÍDO
QUE ALGUNA GENTE INCLUSO BUSCA
ACCIONES FANTASMALES A DISTANCIA.
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SI NO SÉ TODO ESO... LA PRIMERA VEZ QUE PUBLIQUE...
¡TODOS SE REIRÁN DE MÍ!
TRANQUILO. TODO SON DISTINTAS CONSECUENCIAS DE LO
MISMO: LOS SUCESOS CLÁSICOS TIENEN PROBABILIDADES, Y LOS CUÁNTICOS,
AMPLITUDES. RECUERDA ESO Y TODO IRÁ BIEN.
CREO QUE YA NO NECESITARÉ ESTO NUNCA MÁS.
NUNCA LO NECESITASTE,
CIELO. NUNCA.
Quantum computing since Democritus. Scott Aaronson. Cambridge University Press, 2013.
Procesamiento cuántico de la información. Antonio Acín en IyC, septiembre de 2006.
Los límites de la computación cuántica. Scott Aaronson en IyC, mayo de 2008.
en nuestro archivo
Para saBer MÁs
scottaaronson.com/blog smbc-comics.com
ESTO HA SIDO UN ANUNCIO DE INTERÉS
PÚBLICO.
SI USTED NO HABLA CON SUS HIJOS SOBRE COMPUTACIÓN CUÁNTICA...
OTROS LO HARÁN.