En los próximos años vamos a asistir a los primeros problemas serios del silicio. La reducción de nanómetros en los procesadores se ha mantenido más o menos constante siguiendo la Ley de Moore desde hace varias décadas, pero en los últimos años ésta se ha empezado a ralentizar debido a que el silicio está alcanzando sus límites físicos. Ahí entran los ordenadores cuánticos.

Ordenadores cuánticos: el futuro de los cálculos

Aunque todavía queda mucho para que los ordenadores cuánticos sean algo real que llegue a los hogares de los ciudadanos de a pie (aunque podría llegar como servicio en la nube más que como un ordenador físico en nuestro hogar) poco a poco se dan pequeños pasos para hacer más viable esta tecnología. Estos ordenadores supondrán la gran revolución en la electrónica, permitiendo aumentar la memoria y la capacidad de procesamiento de manera exponencial, pudiendo llegar a resolver problemas y hacer cálculos que no son posibles en los ordenadores actuales. IBM se encuentra entre las compañías que más desarrollada tiene esta tecnología.

En un ordenador normal, la información se almacena en bits, que pueden ser uno o cero. En los ordenadores cuánticos, los qubits pueden ser uno y cero a la vez, lo que al unir cadenas de qubits entrelazados aumenta exponencialmente la capacidad de procesamiento del ordenador.

Uno de los muchos inconvenientes que presenta actualmente esta tecnología es su refrigeración. Por ello, un equipo de la Universidad de Aalto en Finlandia ha desarrollado refrigeradores nanométricos para enfriar los componentes de los ordenadores cuánticos.

Antes de que esta tecnología tenga aplicaciones en el mundo real, los científicos tienen que diseñar desde cero los transistores, los chips reprogramables, métodos de transferencia de información, y, sobre todo, métodos para estabilizar los inestables sistemas cuánticos. Ahí es donde entra la innovación de los investigadores finlandeses.

Refrigeración gracias a los electrones

Los qubits son muy sensibles al calor debido al inestable estado en el que se encuentran, por lo que la refrigeración es un aspecto primordial para su correcto funcionamiento. El método consiste en aprovechar el efecto túnel donde un electrón puede pasar a través de una barrera gracias a que puede funcionar tanto como una partícula como una onda.

Si hay más energía al otro lado, el electrón con poca energía tiene incentivo a traspasar la barrera, haciéndolo a través de un aislador de 2 nanómetros de espesor. Al entrar en contacto con los qubits, los electrones “rebotan”, llevándose el calor de los qubits en ese contacto, enfriándolos en el proceso. Aunque no utilizaron qubits reales para probarlo (usaron un resonador superconductor, que emula a los qubits), el equipo afirma que en el futuro funcionará con qubits y que mejorarán el dispositivo para que se apague y enciendo más rápido, así como funcionar a temperaturas más bajas.

Si no os queda claro, en el vídeo sus creadores lo explican de una manera mucho más sencilla y entretenida con bolas de nieve.