Las computadoras cuánticas, aún en una fase muy inicial de desarrollo,
aprovechan las extrañas propiedades de la materia a escalas
extremadamente pequeñas. Muchos expertos creen que una computadora
cuántica del todo operativa tendrá una velocidad de procesamiento
colosalmente superior a la de las supercomputadoras actuales, basadas en
un fenómeno físico mucho menos exótico. Pero hasta ahora, las
computadoras cuánticas han demostrado ser extremadamente difíciles de
construir. Los pocos prototipos simples desarrollados en laboratorio
realizan cálculos tan rudimentarios que a veces resulta difícil saber si
realmente están aprovechando de alguna forma los efectos cuánticos.Scott Aaronson y Alex Arkhipov del MIT han ideado un experimento que, de funcionar, ofrecería pruebas contundentes de que las computadoras cuánticas pueden hacer cosas que las computadoras clásicas no pueden. Aunque resultaría difícil construir el aparato experimental, no debe ser tan difícil como construir una computadora cuántica completamente funcional.
La propuesta de Aaronson y Arkhipov es una variante de un experimento realizado por físicos de la Universidad de Rochester en 1987, que se valió de un dispositivo llamado divisor de haz, el cual divide un haz de luz en dos haces que viajan en direcciones diferentes. Los investigadores de esa universidad demostraron que si dos partículas de luz (fotones) idénticas llegan al divisor de haz exactamente al mismo tiempo, ambas irán por la derecha o por la izquierda; no tomarán caminos diferentes. Éste es otro de los extraños comportamientos cuánticos seguidos por las partículas fundamentales y que desafían a la lógica clásica.
El
experimento de los investigadores del MIT utilizará una mayor cantidad
de fotones, los cuales pasarán a través de una red de divisores de haz y
finalmente llegarán a detectores de fotones.
El número de
detectores dependerá del de fotones, con, por ejemplo, unos 36
detectores para 6 fotones, y unos 100 detectores para 10 fotones. Para
cada ocasión que se realice el experimento del MIT, será imposible
predecir cuántos fotones alcanzarán a un detector dado. Pero conforme se
repita una y otra vez el experimento, podrían comenzar a aparecer
patrones estadísticos. En la versión de 6 fotones del experimento, por
ejemplo, podría ser que hubiera un 8 por ciento de probabilidades de que
los fotones impactasen en los detectores 1, 3, 5, 7, 9 y 11, un 4 por
ciento de probabilidades de que impactaran en los detectores 2, 4, 6, 8,
10 y 12, y así sucesivamente, para cualquier combinación posible de
detectores.
Calcular esa distribución (la probabilidad de que los
fotones impacten en una combinación dada de detectores) será un reto
difícil, pero puede permitir determinar la viabilidad real de la
computación cuántica.
