DESCONCERTANTE ENTRELAZAMIENTO por el Prof. Dr. D. Alberto Requena Rodríguez, académico de número

El fenómeno cuántico más desconcertante es el entrelazamiento cuántico. Mediante él, dos o más partículas se hacen interdependientes, formando un sistema único en el que el estado de cada una de ellas no se puede describir independientemente. Esto significa que cuando se somete a una de las partículas a un proceso, se incide al mismo tiempo sobre ella y se correlaciona con las demás partículas con las que está entrelazada. Científicos chinos dicen haber conseguido transmitir fotones entrelazados desde un satélite a tres estaciones situadas en la superficie terrestre, donde las partículas mantienen el entrelazamiento cuántico pese a que la distancia que las separa es de 1.200 kilómetros. Hasta ese momento (2017) el record estaba en 100 kilómetros.

Esta relación de interdependencia que se establece en el entrelazamiento cuántico, se puede mantener aun cuando estén separadas grandes distancias, incluso podría ocurrir que se mantuviera a años luz de separación. La actuación sobre una de ellas, como es el hecho de efectuar una medida, implica efectos cuánticos sobre las partículas que están implicadas en el entrelazamiento, de forma que, si la medida, como se postula, supone un colapso a un estado estacionario, al estar entrelazada con otra u otras, colapsa esta segunda u otras más, también.

En los cálculos que se llevan a cabo en los ordenadores cuánticos, se emplean los qubits, en lugar de los bits y aquéllos son la versión cuántica de éstos últimos, y como los qubits están entrelazados, hay una correlación entre ellos y midiendo el estado de un qubit, obtenemos información de otro qubit, lo que resulta muy interesante y es la base del procesamiento de los datos con un ordenador cuántico. La servidumbre es, que los algoritmos desarrollados para resolver los problemas convencionales, no son válidos para la computación cuántica; hay que desarrollar nuevos algoritmos para aprovechar las potencialidades que ofrece la representación de los datos, mediante superposición de estados (qubits), lo que conlleva una potencia de cálculo realmente desproporcionada para lo que conocemos hoy que pueden ofrecer los ordenadores convencionales. Eso significa, mayor capacidad y mayor velocidad de cálculo.

Para concretar alguna de las ideas vertidas anteriormente, pensemos que los ordenadores clásicos procesan la información en forma de bits. Los estados posibles de un bit son dos; 0 y 1.  Con dos de ellos solamente podemos almacenar la información de alguna cosa que solamente tenga dos opciones: si o no. Tendremos que asociar varios bits (por cierto proviene de binary digit, de forma que, en cálculo, dada la equivalencia de los sistemas de numeración si tenemos en cuenta que un dígito decimal requiere cuatro dígitos binarios, pues si queremos un número real con una precisión de 25 cifras decimales, requeriremos, al menos hasta 100 dígitos binarios para representarlo. Para representar los caracteres requeriremos unos 25-30 (salvo el katakana japonés que consigna 46) , mayúsculas y minúsculas y unos 20 caracteres especiales (punto y coma, coma, paréntesis, etc.) y se adoptó el convenio de dedicarle 8 bits, con lo que se dispone de hasta 256 combinaciones para este efecto. Si a cada una de las combinaciones las concebimos como un estado con 8 bits tendríamos hasta 256 estados para representar hasta 256 cosas diferentes. Pero si formulamos una combinación lineal de todos ellos en la que los 0 y 1 pueden ser cualquiera de los comprendidos entre ellos. La alternativa es que si bien, por ejemplo, con dos bits tenemos cuatro posibles estados: 00, 01, 10 y 11, pero solo cuatro y uno de ellos solamente cada vez. Si los superponemos, por ejemplo dos qubits, cada qubit podrá ser 1 o 0, o ambos, de forma que podremos representar los cuatro valores simultáneamente. Con tres qubits representaremos ocho variables, con cuatro 16 y así sucesivamente.

Según sea la configuración, un qubit tendrá una cierta probabilidad de colapsar al 0 o al 1. La probabilidad de colapsar un qubit está determinada por la interferencia cuántica. Recordemos la analogía con caminar hacia la derecha o hacia la izquierda. Supongamos que tomamos una foto del itinerario. Si la máquina de fotos lleva un filtro 70/30 (izquierda/derecha) el 70% de las que tomemos será yendo a la izquierda y el 30% hacia la derecha. Pero lo que esto significa es: el filtro ha interferido con el estado de la cámara de fotos, de manera que ha sido determinante para reflejar la probabilidad de su uso (comportamiento). Del mismo modo la interferencia cuántica interfiere el estado de los qubits influyendo en la probabilidad para los resultados que vamos a obtener al efectuar una medida y el estado más probable será aquél que tenga mayor probabilidad. Realmente una cultura nueva. Ánimo que esto no para aquí.