¿Qué es el Bit Cuántico (Qubit)?

Un bit cuántico puede existir en superposición, lo que indica que puede existir en varios estados a la vez. Un qubit o cúbit puede mantener un 0, un 1 o ambos al mismo tiempo. Esto significa que puede funcionar muy rápido y realizar varios cálculos a la vez.

En otras palabras, es el método mecánico cuántico de dos estados.

Existen algunas distinciones entre qubits y bits. Un bit es la unidad de información más simple en informática. Tiene dos valores posibles, que comúnmente se denominan 0 y 1, que significan encendido y apagado, niveles de voltaje alto y bajo, etc.

Desde una perspectiva informática tradicional, un bit sólo puede mantenerse en un estado a la vez.

En la computación cuántica, un qubit, por otro lado, es una unidad de datos. Los qubits en una computadora cuántica pueden residir en varios estados al mismo tiempo (superposición). Emplear superposición para describir datos tiene ventajas significativas sobre las computadoras tradicionales.

Las puertas y mediciones cuánticas son los dos procesos principales que se llevan a cabo en los qubits. Deben utilizarse con extrema precaución, ya que incluso la más mínima interferencia podría arruinar la vulnerable situación de superposición.

La rotación del electrón en un bit cuántico es hacia arriba y hacia abajo al mismo tiempo. La medición de esta condición de superposición regresa con las mismas posibilidades, ya sea hacia arriba o hacia abajo. Es uno de los muchos tipos de condiciones de superposición cuántica.

Con la complejidad de los algoritmos, la cantidad de qubits necesarios para crear una computadora cuántica aumenta considerablemente. Como resultado, algunas tareas pueden ser irresolubles para las computadoras convencionales, pero fácilmente abordables en una computadora cuántica.

Se ha demostrado que el qubit es ideal para operaciones de computación cuántica óptica directa. Podría utilizarse como base para una serie de algoritmos cuánticos útiles.

Por ejemplo, en una diezmilésima de segundo, el qubit es capaz de desarrollar un canal de comunicación seguro. No se puede piratear de forma remota manipulando el entrelazamiento, la polarización, la direccionalidad y otras características físicas.

Puede evaluar todas las contraseñas posibles a la vez, así como realizar una cadena arbitraria de cálculos que se basan tanto en la fase anterior como en la siguiente del procesamiento. También puede generar un enorme paralelismo al realizar cálculos en muchos lugares del espacio.

Además, el qubit también exhibe uno de los aspectos más importantes de la computación cuántica. Lo que significa que todos sus cálculos se realizan mediante un método no lineal. Es intrínsecamente impredecible y todos sus qubits están entrelazados.

Gracias a estas cualidades, los qubits pueden realizar muchos cálculos complejos que los ordenadores tradicionales no pueden, cómo resolver problemas complejos cuando los ordenadores convencionales quedan atrapados en mínimos locales.

El paralelismo intrínseco de un ordenador cuántico se debe a la superposición de qubits, y este paralelismo, según el científico David Deutsch, permitirá a un ordenador cuántico realizar millones de cálculos en el tiempo que tarda una PC de escritorio típica en hacer un solo cálculo.

En ese sentido, un ordenador de 30 qubits podría igualar la capacidad de un superordenador actual que funcione a 10 teraflops, pero un PC de sobremesa típico sólo funciona a unos pocos gigaflops.