La estructura mínima de información de cualquier ordenador actual es el bit binario. Este bit sólo puede tomar dos valores: o bien 0, o bien 1. Es decir, si toma un valor no toma el otro, tiene un funcionamiento excluyente. Un transistor es el aparato mínimo que permite o no el paso de la información, abriendo o cerrando ese paso. Por tanto, un procesador con un sólo transistor tendría 1 bit y sólo nos podría entregar 1 resultado: o bien 0, o bien 1. Si tenemos un procesador con 2 transistores (2 bits) podríamos obtener 2 resultados: (0 ó 1) del primer bit  y  (0 ó 1) del segundo bit. Al margen de las posibles combinaciones, siempre serán dos resultados: (0-0), (0-1), (1-0), (1-1). Cuatro combinaciones, pero sólo dos salidas de información, ya que una salida excluye a la otra. Si tenemos 4 bits obtenemos 4 posibles salidas (combinadas de distinta manera), y así siguiendo.

La física cuántica nos mostró que las partículas subatómicas pueden estar en dos lugares al mismo tiempo. Bajo este principio de superposición (ver charla TED), y desde hace años, se han empezado a desarrollar procesadores cuánticos. Su principio de funcionamiento es el siguiente: la estructura mínima de información es el qubit. Este qubit puede tomar dos valores al mismo tiempo, es decir, 0 y 1 a la vez. Por tanto, con un sólo qubit obtenemos dos posibles resultados en lugar de uno, como ocurre ahora. Si tenemos un procesador con 2 qubits podemos obtener: (0 y 1) del primero y (0 y 1) del segundo, un total de 4 resultados posibles. Si tenemos 4 qubits podemos obtener 16 resultados posibles en lugar de los 4 acutales, y así siguiendo. En el procesador cuántico las combinaciones se convierten en salidas de información, ya que una combinación no excluye a la otra.

De esta forma, un procesador binario tiene una capacidad igual al número de transistores (bits): n = n . Un bit, un resultado. El procesador cuántico tiene una capacidad exponencial al número de bits: 2n . Esto significa que un ordenador con 8 bits procesa 8 resultados mientras que un ordenador cuántico de 8 bits procesa 256 resultados! Uno de 12 bits procesa 4096 resultados y si hubiera un procesador de tan sólo 300 qubits tendría una potencia (2300) similar a la de todos los ordenadores que hay en el mundo actualmente. Un ordenador con sólo 600 qubits podría realizar cálculos que contengan toda la información de todos los átomos del universo en segundos! 2600 = … lo siento, no cabe el número.

Hasta ahora sólo se ha conseguido construir un procesador de 14 qubits, equivalente a una computadora de los años 50 (214 = 16386 bits o 16 kb). Cuando se llegue a 20 qubits ya tendremos 1.048.576, es decir, 1 Mega de procesamiento con sólo 20 “transistores” en lugar de necesitar 1 millón de transistores.

Pero además, hay otra cuestión que es fundamental. Mientras que los procesadores binarios actuales son secuenciales, primero ejecutan una tarea y luego otra, los procesos cuánticos son simultáneos, procesan de manera independiente y al mismo tiempo la entrada de información presentando los posibles resultados mucho antes. Si, por ejemplo, queremos resolver una contraseña por ensayo-error, tardaremos pocos segundos en probar las millones de combinaciones posibles de manera simultánea, mientras que en secuencia lineal tardaríamos días o semanas según la longitud de la contraseña. Como se pueden imaginar, la famosa NSA está gastando mucho dinero en desarrollar esta tecnología cuántica de encriptado y desencriptado (artículo eldiario.es)

Pero los procesadores cuánticos tienen un problema. Un qubit puede tomar dos estados a la vez, 0 y 1, pero cuando lo observamos para extraer esa información sólo podemos observar uno de esos estados y no los dos a la vez. En el plano cuántico hay dos estados a la vez pero en el plano de los fenómenos sólo puede haber uno. Los físicos deben encontrar una manera para poder “extraer” esa información sin observar directamente al qubit, algo que en principio parece irresoluble. Sin embargo, un truco que se está probando es unir dos qubits en un “enlazamiento cuántico” de manera que ambos comparten sus propiedades y se podría “mirar” a uno de ellos a través de su gemelo, de forma indirecta. Por el momento, aunque hay procesadores de qubits, no se ha conseguido que un ordenador funcione de esta manera, pero hay varias empresas que están invirtiendo mucho dinero en desarrollar esta tecnología (IBM, Google…).

Como se puede ver, el desarrollo de la computación cuántica abrirá las puertas a capacidades y velocidades de cálculo hasta ahora impensables. Esta capacidad asombrosa de procesamiento creará tecnologías que no podemos imaginar todavía y dará un impulso definitivo a la inteligencia artificial. La conciencia humana busca ir más allá de los límites de lo conocido. ¿Cómo afectará a la conciencia humana la constatación práctica de la superposición o la simultaneidad? Si se desarrolla la capacidad de superposición, estar en dos sitios a la vez, para objetos más grandes, puede llegar el tiempo del teletransporte para las personas. ¿Cómo afectaría esto a nuestra concepción de mundo, a nuestra representación del mundo? ¿Dónde quedaría el pensamiento secuencial, lineal, el pensamiento causa-efecto que tanto limita nuestro conocimiento? Y con el posible desarrollo de la inteligencia artificial gracias a la capacidad exponencial de procesamiento, ¿aparecerá una “conciencia” artificial, un “yo” artificial como epifenómeno que emerge a partir del aumento de esa complejidad de procesamiento? ¿Cómo se relacionaría el ser humano con ese nuevo fenómeno? Todo un nuevo universo de… preguntas sin respuesta.