Los ordenadores se vuelven más rápidos cada año, pero Seth Lloyd piensa que este hecho tendrá un límite. El ingeniero mecánico del MIT prevé un "portátil definitivo" que pensará con cada partícula elemental dentro de su estructura de 1 kilogramo. Las buenas noticias: este ordenador realizará 10 millones de billones de billones de billones de billones de billones de operaciones lógicas por segundo. Las malas noticias: operará a un nivel de mil millones de grados Kelvin.

Así son los sueños de la informática cuántica, una ciencia emergente que utiliza partículas elementales para procesar la información. Debido a la inherente naturaleza "digital" de los estados subatómicos, para un ingeniero cuántico todo en el universo constituye un almacén de información. Cada vez que dos partículas interactúan, sus "bits" se transforman; por eso Lloyd afirma que el universo, por sí mismo, es un ordenador gigante. ¿Qué es lo que dicho ordenador calcula? "Su misma evolución dinámica" dice Lloyd. "Al mismo tiempo que procede el cálculo, la realidad se desarrolla".

Lloyd se ha hecho el embajador de facto de esta nueva disciplina, destacando varias veces (como autor y protagonista) en The New York Times, Nature, The Economist y Wired. En su último libro, Programming the Universe [Programar el Universo] (Knopf, 2006), describe los efectos cuánticos que permiten eficiencias de cálculo inmensas a escalas minúsculas. Greg Ross, el editor en jefe de American Scientist Online, lo entrevistó por correo electrónico en mayo de 2006.

American Scientist.- Cuando las personas le preguntan: "¿Qué haces para vivir?", ¿qué les responde?

Seth Lloyd.- Soy un ingeniero de mecánica cuántica: creo átomos. Construyo ordenadores cuánticos, artefactos que almacenan y procesan información a escala de átomos individuales. Un átomo, un "bit". En realidad, incluso me podrías llamar un mecánico cuántico. Si tu quántum se rompe, nosotros lo arreglamos.

¿Ves el cálculo cuántico principalmente como una metáfora, una manera de pensar sobre la naturaleza? ¿O te centras en aplicaciones actuales?

El cálculo cuántico es una realidad tecnológica. Junto con mis compañeros construimos ordenadores cuánticos. Si tienes un artefacto que funciona, esto apenas puede considerarse una metáfora. Decir que los ordenadores cuánticos son metáforas, es como decir que el coche es una metáfora.

Los ordenadores cuánticos nos aportan nuevas formas de pensar la naturaleza. Esta aplicación es, para mi, la más importante. En efecto, podemos construir ordenadores cuánticos de finalidad-especial con un millón de billones de bits que nos permitan estimular y reproducir aspectos de la naturaleza que nunca podrían ser simulados en ningún ordenador clásico, aunque este tuviera el tamaño del mismo universo. Estos ordenadores analógico-cuánticos, con los que podemos construir analogías cuánticas de otros sistemas cuánticos, son por sí mismos artefactos y no metáforas. Pero, evidentemente, nos ayudan a dar sentido a la naturaleza. Podría decir que es una aplicación práctica de los ordenadores cuánticos.

AS.- ¿Cuál es hoy en día el ordenador cuántico más potente?

SLl.- Para un cálculo cuántico de finalidad-general sólo una docena de bits o algo similar. Pasos minúsculos para bits minúsculos. Pero, como he dicho anteriormente, en el caso de un cálculo analógico cuántico de finalidad-especial podemos construir simuladores cuánticos con un millón de billones de bits, más grandes que cualquier ordenador clásico y capaces de ejecutar cálculos que ningún ordenador tradicional podría llegar a realizar aunque utilizara cada partícula elemental del universo en dicho cálculo. Cada pocos años, los ordenadores cuánticos se vuelven más y más grandes.

AS.- ¿Cuáles son las ventajas de trabajar a una escala tan pequeña?

SLl.- En primer lugar, los bits están cada vez más densamente comprimidos, con sólo una diezmilmillonésima parte de un metro -un angstrom- entre los bits. Pero lo mejor de trabajar a una escala tan pequeña es que los átomos y bits se comportan de forma intrínsicamente cuántico-mecánica. La mecánica cuántica es rara y contraintuitiva. Trabajando a una escala pequeña, podemos utilizar esta rareza cuántica para hacer cálculos que ningún ordenador clásico podría efectuar.

AS.- Decía usted que, visto así, el universo por sí mismo es un gran computador. ¿Si esto es cierto, qué pasa con el libre albedrío?

SLl.- El libre albedrío está a salvo. Incluso si el universo fuera completamente determinístico, nosotros (y los ordenadores, y Dios sabe quién más) tendríamos libre albedrío. En un principio, parecería que la naturaleza determinística de las leyes físicas prohíbe el libre albedrío: ninguna elección es posible. Sin embargo, de hecho, la naturaleza computacional del universo garantiza en realidad el libre albedrío.

Permítame explicarlo. El libre albedrío aparece cuando tomamos decisiones - decisiones de las que nosotros y sólo nosotros somos responsables. Por ejemplo, cada mañana decido si tomo un café o un té. La decisión es mía y sólo mía. Hasta que decido, no tengo ninguna idea de si tomaré café o té. Mi proceso de decisión es un tipo de cálculo: mido las ventajas relativas de tomar un café o un té, pensando en el transcurso de mi día y, después, tomo la decisión.

Pero precisamente porque el proceso de decisión es una forma de cálculo, el resultado de ese proceso es intrínsecamente no predecible. ¿Por qué? Porqué cualquier proceso que implica un razonamiento lógico es intrínsecamente no predecible: los resultados de este tipo de proceso - y mi decisión final de tomar té o café- sólo se pueden determinar si uno mismo surca o atraviesa el propio proceso de razonamiento. Hasta que uno mismo no surca el propio proceso de razonamiento de una toma de decisión, tal decisión final no será predecible. Podemos precisar matemáticamente este argumento verbal, replanteándolo en términos de lógica matemática, la misma que practican los ordenadores.

Uno de los resultados más famosos de la ciencia informática es el denominado halting problem. Éste plantea que el resultado de cualquier cálculo es por sí mismo imposible de computar sin atravesar la misma secuencia de los pasos lógicos que el ordenador programado para computar dicho cálculo realiza. Irónicamente, el libre albedrío justo aparece cuando somos más racionales y determinísticos.

AS.- ¿Procesan información las sociedades humanas?

SLl.- Ciertamente lo hacen. Precisamente porqué las sociedades humanas intercambian, reflexionan y procesan información -tanto verbal como matemáticamente- que los seres humanos son una plaga tal en el mundo (por lo menos en relación con otros grandes mamíferos como los elefantes o las ballenas). Los seres humanos procesan información de forma especial, utilizando el lenguaje y la gramática universal.

Esta manera de comunicarse universalmente permite a los seres humanos formar sociedades, organizarlas de forma compleja, construir rituales sociales elaborados, etc... Los seres humanos son especiales precisamente debido a su habilidad de procesar así la información.

AS.- ¿Hasta qué punto ha influido su trabajo en su propia visión del mundo?

SLl.- Mi visión del mundo como un vasto procesador de información resulta de mi labor cotidiana de construcción de ordenadores cuánticos. Mi visión del mundo ha cambiado y evolucionado desde cuando he hecho este descubrimiento. Cuanta más información proceso personalmente, más convencido estoy que la teoría del universo computacional está en lo cierto.

AS.- ¿Cuáles son los próximos obstáculos ha superar?

SLl.- Es difícil construir ordenadores cuánticos de finalidad-general a gran escala. Espero que, en poco tiempo, logremos superar dicho obstáculo y podamos construir ordenadores cuánticos de finalidad-general con cientos y miles de bits cuánticos. Pero el más duro obstáculo está en nuestro propio entendimiento. Nos mantendremos en la oscuridad si no logramos comprender cómo el mundo procesa información a escala cuántica.

Traducción para www.sinpermiso.info : Àlex Boso y Mihaela Vancea.
http://www.sinpermiso.info/textos/index.php?id=659

Fuente: American Scientis/Sin Permiso