Hasta hoy los ordenadores corrientes para procesar un bit, la unidad mínima de información con la que trabajan y que representa a un 1 o a un 0, lo habían hecho a través de impulsos eléctricos. Ahora el gran desafío es que esas señales viajen a la velocidad de la luz a través de los fotones, con lo que el salto en el rendimiento sería exponencial y los dispositivos que manejamos a diario pasarían a tener la capacidad de un supercomputador.

Desde hace años la electrónica y la fotónica conviven en el mundo del procesamiento y transmisión de la información. A los fotones, a través de las fibras ópticas, se les ha reservado el protagonismo en el envío y la recepción de la información, mientras que los electrones han tenido el papel principal en la realización de las operaciones lógicas y de computación. Y todo apunta a que esta división de roles se mantendrá en un futuro próximo. “Hay razones fundamentales para esta división del trabajo”, explica Rajesh Menon, ingeniero informático de la University of Utah, a la revista OpenMind. “La transmisión de información en forma de fotones necesita menos energía, mientras las ondas asociadas a los electrones son más pequeñas”, apunta. Mayor velocidad implica también una mayor necesidad de espacio.

Aunque el sueño de un microchip que funcione plenamente con componentes ópticos se va a acercando, todavía quedan importantes barreras que se deben sortear. Después de muchos años de experiencia y una cantidad monstruosa de recursos puestos a disposición de la investigación en la electrónica, los transistores actuales que forman los microprocesadores ya han llegado a la escala de nanómetros. Pero para la fotónica todavía es un camino poco explorado. “Necesitamos conocer mejor cómo se comporta la luz en esas escalas”, recalca Menon.

Donde, sin embargo, la fotónica puede tener el futuro asegurado es en la carrera por conseguir un ordenador cuántico con capacidad de procesamiento estable. Ese es el terreno en el que se ha adentrado el físico Jeremy O’Brien, a través de su compañía PsiQuantum, una startup con 5 años de vida y que acaba de recaudar 215 millones de dólares para su prototipo basado en el poder de la luz.

La computación cuántica, el santo grial

“Cuando empezamos a trabajar en este tipo de tecnología, pensamos que nuestro ordenador ocuparía el tamaño de una montaña”, explicaba O’Brien a la revista Bloomberg. Pero después de realizar varios avances creen que su primer ordenador ocupará una sala de reuniones de una oficina y tendrá un millón de cúbits. Para que os hagáis una idea de la potencia que eso representa, se estima que en 80 cúbits se puede almacenar más información que átomos tiene todo el universo.

El salto de los bits a los cúbits es la gran revolución en la que vive inmersa el mundo de la computación en la actualidad. Grandes compañías como Google o IBM, y otras incipientes como la propia PsiQuantum, se han embarcado en una frenética competición por tratar de ser los primeros en construir un ordenador basado en esa tecnología (algo que ya han conseguido) y que sea estable. Este último es el mayor desafío, porque, hasta el momento, los cúbits se han mostrado demasiado frágiles y su estado se modifica con la mínima interferencia exterior.

La idea que sustenta este avance es progresar de un sistema de procesamiento con dos únicos estados (0 y 1) a otro donde algo puede ser al mismo tiempo 0 y 1 o una parte de cada uno. Es el principio de superposición que ocurre a nivel sub-atómico y que permite que se procese o almacene varios estados de forma simultánea.

“Es una revolución como la que causó la aparición de los primeros computadores”, indica Alejandro Pozas-Kerstjens, investigador del Instituto de Ciencias Fotónicas de Barcelona en declaraciones a la BBC. Sus aplicaciones en la vida real serán innumerables. “Desde permitirnos hacer cosas que ahora mismo nos cuentan muchísimo, como la fabricación o el prototipado de medicamentos, hasta la optimización de rutas de tráfico para intentar gastar menos combustible», resume Pozas-Kerstjens.