1
00:00:00,088 --> 00:00:03,318
Durante la mayoría de nuestra historia,
la tecnología consistió de

2
00:00:03,513 --> 00:00:06,511
nuestros cerebros, fuego,
y palos puntiagudos.

3
00:00:06,830 --> 00:00:10,238
Mientras que el fuego y los palos puntiagudos
se volvieron plantas y armas nucleares,

4
00:00:10,447 --> 00:00:12,833
la mayor actualización le ocurrió
a nuestros cerebros.

5
00:00:13,299 --> 00:00:17,760
Desde los años 60, el poder de nuestros
cerebros artificiales ha aumentado exponencialmente,

6
00:00:17,760 --> 00:00:22,220
permitiendo computadoras más pequeñas
y más poderosas a la misma vez.

7
00:00:22,434 --> 00:00:25,841
Pero este proceso está por
alcanzar su límite físico.

8
00:00:26,102 --> 00:00:28,947
Las partes de la computadora
están alcanzando el tamaño de un átomo.

9
00:00:29,290 --> 00:00:33,089
Para entender por qué es un problema,
debemos aclarar lo básico.

10
00:00:39,695 --> 00:00:44,091
Una computadora está hecha de componentes
muy simples haciendo cosas muy simples,

11
00:00:44,269 --> 00:00:48,957
representando a los datos, la forma de
procesarlos y controlar los mecanismos.

12
00:00:49,131 --> 00:00:51,098
Los chips de computadora contienen módulos,

13
00:00:51,138 --> 00:00:54,341
los cuales contienen puertas lógicas,
los cuales contienen transistores.

14
00:00:54,594 --> 00:00:58,593
Un transistor es la forma más simple
de un procesador de datos en computadoras,

15
00:00:58,892 --> 00:01:01,749
básicamente, un interruptor que
puede bloquear o abrir

16
00:01:01,845 --> 00:01:03,578
el camino para la información que entra.

17
00:01:03,966 --> 00:01:08,811
Esta información están hechos de bits,
los cuales pueden ser o cero o uno.

18
00:01:09,093 --> 00:01:13,269
Combinaciones de muchos bits son usados para
representar información más compleja.

19
00:01:13,601 --> 00:01:18,281
Los transistores se combinan para crear puertas
lógicas, que aún hacen cosas muy simples.

20
00:01:18,412 --> 00:01:23,041
Por ejemplo, una puerta Y envía una salida
de uno si todas sus entradas son uno

21
00:01:23,238 --> 00:01:25,578
y una salida de cero en su defecto.

22
00:01:25,861 --> 00:01:29,368
Las combinaciones de puertas lógicas finalmente
forman módulos significativos,

23
00:01:29,468 --> 00:01:31,668
digamos, para agregar dos números.

24
00:01:31,707 --> 00:01:35,480
Cuando puedas agregar, también podrás multiplicar,
y cuando puedas multiplicar,

25
00:01:35,550 --> 00:01:37,363
puedes hacer básicamente cualquier cosa.

26
00:01:37,707 --> 00:01:41,208
Ya que las operaciones básicas son literamente
más simple que matemáticas de primer grado,

27
00:01:41,241 --> 00:01:43,893
puedes imaginar una computadora como
un grupo de niños de siete años

28
00:01:43,954 --> 00:01:46,540
resolviendo problemas matemáticos muy básicos.

29
00:01:46,602 --> 00:01:50,830
Un grupo grande de ellos pueden computar de
todo, desde astrofísica hasta Zelda.

30
00:01:51,238 --> 00:01:53,953
Sin embargo, con las partes
haciéndose más pequeñas,

31
00:01:53,953 --> 00:01:56,448
la física cuántica está haciendo las cosas
más complicadas.

32
00:01:56,522 --> 00:02:00,132
En resumen, un transistor es solo
un interruptor eléctrico.

33
00:02:00,269 --> 00:02:03,423
La electricidad son electrones moviéndose
de un lado a otro,

34
00:02:03,467 --> 00:02:08,240
así que un interruptor es un pasaje que puede
bloquear a los electrones de moverse en una dirección.

35
00:02:08,426 --> 00:02:12,103
Hoy, una escala típica para los
transistores es de 14 nanómetros,

36
00:02:12,165 --> 00:02:15,862
lo cual es aproximadamente 8 veces más
pequeño que el diámetro del virus del VIH

37
00:02:15,978 --> 00:02:18,947
y 500 veces más pequeño
que el de un glóbulo rojo.

38
00:02:19,050 --> 00:02:22,447
Mientras los transistores se empequeñecen
al tamaño de apenas unos átomos,

39
00:02:22,510 --> 00:02:26,269
los electrones podrían simplemente transferirse
al otro lado de un pasaje bloqueado

40
00:02:26,299 --> 00:02:28,862
a través de un proceso llamado "Efecto túnel."

41
00:02:28,948 --> 00:02:31,864
En el reino cuántico, la física
funciona de forma muy diferente a

42
00:02:31,900 --> 00:02:33,586
la forma predecible a la que estamos
acostumbrados,

43
00:02:33,631 --> 00:02:37,168
y las computadoras tradicionales
simplemente dejan de tener sentido.

44
00:02:37,269 --> 00:02:41,350
Nos aproximamos a una barrera física real
para nuestro progreso tecnológico.

45
00:02:41,447 --> 00:02:44,300
Para solucionar este problema,
los científicos están tratando de

46
00:02:44,334 --> 00:02:47,478
usar estas propiedades cuánticas inusuales
para su provecho

47
00:02:47,511 --> 00:02:49,947
para así construir computadoras cuánticas.

48
00:02:49,978 --> 00:02:53,509
En computadoras normales, los bits son
las unidades más pequeñas de información.

49
00:02:53,540 --> 00:02:58,330
Las computadoras cuánticas usan qubits, los
cuales pueden ser uno de dos valores.

50
00:02:58,434 --> 00:03:00,832
Un qubit puede ser cualquier
sistema cuántico de dos niveles,

51
00:03:00,832 --> 00:03:04,663
como un giro en un campo magnético
o un simple fotón.

52
00:03:04,728 --> 00:03:07,772
Cero y uno son los estados
posibles de este sistema,

53
00:03:07,777 --> 00:03:10,862
como la polarización horizontal
o vertical del fotón.

54
00:03:11,422 --> 00:03:14,829
En el mundo cuántico, el qubit no tiene
que estar necesariamente en uno de estos;

55
00:03:14,860 --> 00:03:17,985
puede estar en cualquier proporción
de ambos estados a la vez.

56
00:03:18,069 --> 00:03:20,192
Esto se llama superposición.

57
00:03:20,546 --> 00:03:24,663
Pero enseguida que pruebes su valor, por
ejemplo enviando el fotón a través de un filtro,

58
00:03:24,699 --> 00:03:29,288
tiene que decidir entre estar
polarizado vertical u horizontalmente.

59
00:03:29,381 --> 00:03:34,037
Así que, mientras que no sea observado, el qubit
estará en una superposición de probabilidades

60
00:03:34,068 --> 00:03:37,452
para cero y uno, y no puedes
predecir cuál será.

61
00:03:37,789 --> 00:03:42,254
Pero en el instante que lo midas, se
colapsará en uno de los estados definidos.

62
00:03:42,576 --> 00:03:45,046
La superposición cambia el juego completamente.

63
00:03:45,390 --> 00:03:48,303
Cuatro bits blásicos pueden ser
2 elevado a 4

64
00:03:48,303 --> 00:03:50,225
configuraciones diferentes a la vez.

65
00:03:50,570 --> 00:03:54,403
Eso significa 16 combinaciones posibles,
de las cuales solo puedes usar una.

66
00:03:54,860 --> 00:03:57,224
Sin embargo, cuatro qubits en superposición,

67
00:03:57,288 --> 00:04:00,461
¡pueden estar en todas esas
16 combinaciones a la vez!

68
00:04:00,785 --> 00:04:04,317
Este número crece exponencialmente
con cada qubit extra.

69
00:04:04,588 --> 00:04:08,407
20 de ellos ya pueden almacenar
un millón de valores en paralelo.

70
00:04:08,813 --> 00:04:11,803
Una propiedad muy extraña y poco
intuitiva que los qubits pueden tener

71
00:04:11,951 --> 00:04:15,368
es el enlazamiento, una conexión cercana
que hace que cada uno de los qubits

72
00:04:15,408 --> 00:04:18,338
reaccionen a un cambio en el estado
del otro instantáneamente,

73
00:04:18,377 --> 00:04:20,554
sin importar qué tan lejos estén.

74
00:04:20,818 --> 00:04:23,598
Esto significa que cuando medimos
un qubit enlazado,

75
00:04:23,640 --> 00:04:27,815
puedes deducir directamente las propiedades
de su compañero sin tener que mirar.

76
00:04:28,025 --> 00:04:31,161
La manipulación qubit también
es una confusión.

77
00:04:31,392 --> 00:04:34,469
Una puerta lógica normal consigue
un set de entradas simples

78
00:04:34,505 --> 00:04:36,598
y produce una salida definida.

79
00:04:36,869 --> 00:04:40,055
Una puerta cuántica manipula
una entrada de superposiciones,

80
00:04:40,110 --> 00:04:45,098
rota probabilidades, y produce otra
superposición como su salida.

81
00:04:45,338 --> 00:04:50,223
Una computadora cuántica configura algunos
qubits, hace que las puertas cuánticas las enlacen

82
00:04:50,289 --> 00:04:53,430
y manipula probabilidades,
midiendo al final la salida,

83
00:04:53,430 --> 00:04:57,691
colapsando las superposiciones a una
secuencia de ceros y unos.

84
00:04:58,223 --> 00:05:01,160
Lo que significa es que
consigue el lote de cálculos

85
00:05:01,199 --> 00:05:04,512
que son posibles con tu configuración
hechas todas a la misma vez.

86
00:05:04,629 --> 00:05:07,159
Al final, solo puedes
medir uno de los resultados,

87
00:05:07,221 --> 00:05:09,660
y probablemente solo será
el resultado que quieres,

88
00:05:09,691 --> 00:05:12,314
así que probablemente tengas que
asegurarte y chequear de nuevo.

89
00:05:12,900 --> 00:05:16,192
Pero explotando inteligentemente
la superposición y el enlazamiento,

90
00:05:16,254 --> 00:05:18,284
esto puede ser exponencialmente más eficiente

91
00:05:18,320 --> 00:05:21,962
que lo que podría ser posible
en una computadora normal.

92
00:05:21,995 --> 00:05:25,677
Así que, mientras que las computadoras cuánticas
probablemente no reemplacen nuestras PCs,

93
00:05:25,716 --> 00:05:28,430
en muchas áreas son muy superiores.

94
00:05:28,868 --> 00:05:30,876
Una de ellas es la búsqueda de la base de datos.

95
00:05:30,939 --> 00:05:32,430
Para buscar algo en una base de datos,

96
00:05:32,465 --> 00:05:35,869
una computadora normal quizá tenga
que probar cada una de sus entradas.

97
00:05:36,222 --> 00:05:39,221
Los algorritmos cuánticos solo necesitan
la raíz cuadrada de ese tiempo,

98
00:05:39,345 --> 00:05:42,432
lo cual, para bases de datos grandes,
es una gran diferencia.

99
00:05:42,711 --> 00:05:46,660
El uso más famoso de las computadoras
cuánticas es arruinar la seguridad de la Informática.

100
00:05:47,025 --> 00:05:50,056
Ahora mismo, tu correo de navegación
y datos bancarios

101
00:05:50,098 --> 00:05:53,554
están seguros por un sistema de encriptación
por el cual le das a todos

102
00:05:53,590 --> 00:05:57,128
una llave pública para codificar mensajes
que solo tú puedes decodificar.

103
00:05:57,178 --> 00:05:59,992
El problema es que esta llave
pública puede ser usada

104
00:06:00,039 --> 00:06:02,370
para calcular tu llave privada secreta.

105
00:06:02,785 --> 00:06:05,782
Por suerte, haciendo las matemáticas
necesarias en computadoras normales

106
00:06:05,816 --> 00:06:08,368
tomaría literalmente años
de prueba y error.

107
00:06:08,501 --> 00:06:10,846
Pero una computadora cuántica con
un acelerón exponencial

108
00:06:10,894 --> 00:06:12,630
podría hacerlo en un tris.

109
00:06:12,863 --> 00:06:15,659
Otro nuevo uso realmente
excitante son las simulaciones.

110
00:06:15,731 --> 00:06:19,160
Simulaciones del mundo cuántico
consumen muchos recursos,

111
00:06:19,191 --> 00:06:22,443
e incluso para estructuras más grandes,
como las moléculas,

112
00:06:22,533 --> 00:06:24,469
usualmente no soy muy precisas.

113
00:06:24,754 --> 00:06:28,678
¿Entonces por qué no simular la física cuántica
con verdadera física cuántica?

114
00:06:28,771 --> 00:06:32,240
Las simulaciones cuánticas podrían proveer
nuevas percepciones en las proteínas

115
00:06:32,368 --> 00:06:34,338
que podrían revolucionar la medicina.

116
00:06:34,514 --> 00:06:37,031
Ahora mismo no sabemos si las
computadoras cuánticas serán

117
00:06:37,099 --> 00:06:41,190
solo una herramienta muy especializada
o una gran revolución para la humanidad.

118
00:06:41,401 --> 00:06:46,563
No tenemos idea de cuáles son los límites,
¡y solo hay una forma de averiguarlo!

119
00:06:47,836 --> 00:06:50,845
Este video está apoyado por
la Academia Australiana de Ciencias,

120
00:06:50,920 --> 00:06:54,023
la cual promueve y apoya
la excelencia en la ciencia.

121
00:06:54,181 --> 00:06:56,756
Aprende más sobre este tema y
otros similares

122
00:06:56,821 --> 00:06:59,220
en nova.org.au

123
00:06:59,316 --> 00:07:02,630
Fue divertido trabajar con ellos,
¡así que visiten su sitio!

124
00:07:02,661 --> 00:07:06,492
Nuestros videos también son posibles por
tu apoyo en Patreon.com

125
00:07:06,814 --> 00:07:10,931
Si quieres apoyarnos y volverte parte
del ejército aviar de Kurzgesagt,

126
00:07:10,963 --> 00:07:13,899
¡visita nuestra página de Patreon!