WEBVTT

00:00:00.088 --> 00:00:03.318
Durante la mayoría de nuestra historia,
la tecnología consistió de

00:00:03.513 --> 00:00:06.511
nuestros cerebros, fuego,
y palos puntiagudos.

00:00:06.830 --> 00:00:10.238
Mientras que el fuego y los palos puntiagudos
se volvieron plantas y armas nucleares,

00:00:10.447 --> 00:00:12.833
la mayor actualización le ocurrió
a nuestros cerebros.

00:00:13.299 --> 00:00:17.760
Desde los años 60, el poder de nuestros
cerebros artificiales ha aumentado exponencialmente,

00:00:17.760 --> 00:00:22.220
permitiendo computadoras más pequeñas
y más poderosas a la misma vez.

00:00:22.434 --> 00:00:25.841
Pero este proceso está por
alcanzar su límite físico.

00:00:26.102 --> 00:00:28.947
Las partes de la computadora
están alcanzando el tamaño de un átomo.

00:00:29.290 --> 00:00:33.089
Para entender por qué es un problema,
debemos aclarar lo básico.

00:00:39.695 --> 00:00:44.091
Una computadora está hecha de componentes
muy simples haciendo cosas muy simples,

00:00:44.269 --> 00:00:48.957
representando a los datos, la forma de
procesarlos y controlar los mecanismos.

00:00:49.131 --> 00:00:51.098
Los chips de computadora contienen módulos,

00:00:51.138 --> 00:00:54.341
los cuales contienen puertas lógicas,
los cuales contienen transistores.

00:00:54.594 --> 00:00:58.593
Un transistor es la forma más simple
de un procesador de datos en computadoras,

00:00:58.892 --> 00:01:01.749
básicamente, un interruptor que
puede bloquear o abrir

00:01:01.845 --> 00:01:03.578
el camino para la información que entra.

00:01:03.966 --> 00:01:08.811
Esta información están hechos de bits,
los cuales pueden ser o cero o uno.

00:01:09.093 --> 00:01:13.269
Combinaciones de muchos bits son usados para
representar información más compleja.

00:01:13.601 --> 00:01:18.281
Los transistores se combinan para crear puertas
lógicas, que aún hacen cosas muy simples.

00:01:18.412 --> 00:01:23.041
Por ejemplo, una puerta Y envía una salida
de uno si todas sus entradas son uno

00:01:23.238 --> 00:01:25.578
y una salida de cero en su defecto.

00:01:25.861 --> 00:01:29.368
Las combinaciones de puertas lógicas finalmente
forman módulos significativos,

00:01:29.468 --> 00:01:31.668
digamos, para agregar dos números.

00:01:31.707 --> 00:01:35.480
Cuando puedas agregar, también podrás multiplicar,
y cuando puedas multiplicar,

00:01:35.550 --> 00:01:37.363
puedes hacer básicamente cualquier cosa.

00:01:37.707 --> 00:01:41.208
Ya que las operaciones básicas son literamente
más simple que matemáticas de primer grado,

00:01:41.241 --> 00:01:43.893
puedes imaginar una computadora como
un grupo de niños de siete años

00:01:43.954 --> 00:01:46.540
resolviendo problemas matemáticos muy básicos.

00:01:46.602 --> 00:01:50.830
Un grupo grande de ellos pueden computar de
todo, desde astrofísica hasta Zelda.

00:01:51.238 --> 00:01:53.953
Sin embargo, con las partes
haciéndose más pequeñas,

00:01:53.953 --> 00:01:56.448
la física cuántica está haciendo las cosas
más complicadas.

00:01:56.522 --> 00:02:00.132
En resumen, un transistor es solo
un interruptor eléctrico.

00:02:00.269 --> 00:02:03.423
La electricidad son electrones moviéndose
de un lado a otro,

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.

00:02:08.426 --> 00:02:12.103
Hoy, una escala típica para los
transistores es de 14 nanómetros,

00:02:12.165 --> 00:02:15.862
lo cual es aproximadamente 8 veces más
pequeño que el diámetro del virus del VIH

00:02:15.978 --> 00:02:18.947
y 500 veces más pequeño
que el de un glóbulo rojo.

00:02:19.050 --> 00:02:22.447
Mientras los transistores se empequeñecen
al tamaño de apenas unos átomos,

00:02:22.510 --> 00:02:26.269
los electrones podrían simplemente transferirse
al otro lado de un pasaje bloqueado

00:02:26.299 --> 00:02:28.862
a través de un proceso llamado "Efecto túnel."

00:02:28.948 --> 00:02:31.864
En el reino cuántico, la física
funciona de forma muy diferente a

00:02:31.900 --> 00:02:33.586
la forma predecible a la que estamos
acostumbrados,

00:02:33.631 --> 00:02:37.168
y las computadoras tradicionales
simplemente dejan de tener sentido.

00:02:37.269 --> 00:02:41.350
Nos aproximamos a una barrera física real
para nuestro progreso tecnológico.

00:02:41.447 --> 00:02:44.300
Para solucionar este problema,
los científicos están tratando de

00:02:44.334 --> 00:02:47.478
usar estas propiedades cuánticas inusuales
para su provecho

00:02:47.511 --> 00:02:49.947
para así construir computadoras cuánticas.

00:02:49.978 --> 00:02:53.509
En computadoras normales, los bits son
las unidades más pequeñas de información.

00:02:53.540 --> 00:02:58.330
Las computadoras cuánticas usan qubits, los
cuales pueden ser uno de dos valores.

00:02:58.434 --> 00:03:00.832
Un qubit puede ser cualquier
sistema cuántico de dos niveles,

00:03:00.832 --> 00:03:04.663
como un giro en un campo magnético
o un simple fotón.

00:03:04.728 --> 00:03:07.772
Cero y uno son los estados
posibles de este sistema,

00:03:07.777 --> 00:03:10.862
como la polarización horizontal
o vertical del fotón.

00:03:11.422 --> 00:03:14.829
En el mundo cuántico, el qubit no tiene
que estar necesariamente en uno de estos;

00:03:14.860 --> 00:03:17.985
puede estar en cualquier proporción
de ambos estados a la vez.

00:03:18.069 --> 00:03:20.192
Esto se llama superposición.

00:03:20.546 --> 00:03:24.663
Pero enseguida que pruebes su valor, por
ejemplo enviando el fotón a través de un filtro,

00:03:24.699 --> 00:03:29.288
tiene que decidir entre estar
polarizado vertical u horizontalmente.

00:03:29.381 --> 00:03:34.037
Así que, mientras que no sea observado, el qubit
estará en una superposición de probabilidades

00:03:34.068 --> 00:03:37.452
para cero y uno, y no puedes
predecir cuál será.

00:03:37.789 --> 00:03:42.254
Pero en el instante que lo midas, se
colapsará en uno de los estados definidos.

00:03:42.576 --> 00:03:45.046
La superposición cambia el juego completamente.

00:03:45.390 --> 00:03:48.303
Cuatro bits blásicos pueden ser
2 elevado a 4

00:03:48.303 --> 00:03:50.225
configuraciones diferentes a la vez.

00:03:50.570 --> 00:03:54.403
Eso significa 16 combinaciones posibles,
de las cuales solo puedes usar una.

00:03:54.860 --> 00:03:57.224
Sin embargo, cuatro qubits en superposición,

00:03:57.288 --> 00:04:00.461
¡pueden estar en todas esas
16 combinaciones a la vez!

00:04:00.785 --> 00:04:04.317
Este número crece exponencialmente
con cada qubit extra.

00:04:04.588 --> 00:04:08.407
20 de ellos ya pueden almacenar
un millón de valores en paralelo.

00:04:08.813 --> 00:04:11.803
Una propiedad muy extraña y poco
intuitiva que los qubits pueden tener

00:04:11.951 --> 00:04:15.368
es el enlazamiento, una conexión cercana
que hace que cada uno de los qubits

00:04:15.408 --> 00:04:18.338
reaccionen a un cambio en el estado
del otro instantáneamente,

00:04:18.377 --> 00:04:20.554
sin importar qué tan lejos estén.

00:04:20.818 --> 00:04:23.598
Esto significa que cuando medimos
un qubit enlazado,

00:04:23.640 --> 00:04:27.815
puedes deducir directamente las propiedades
de su compañero sin tener que mirar.

00:04:28.025 --> 00:04:31.161
La manipulación qubit también
es una confusión.

00:04:31.392 --> 00:04:34.469
Una puerta lógica normal consigue
un set de entradas simples

00:04:34.505 --> 00:04:36.598
y produce una salida definida.

00:04:36.869 --> 00:04:40.055
Una puerta cuántica manipula
una entrada de superposiciones,

00:04:40.110 --> 00:04:45.098
rota probabilidades, y produce otra
superposición como su salida.

00:04:45.338 --> 00:04:50.223
Una computadora cuántica configura algunos
qubits, hace que las puertas cuánticas las enlacen

00:04:50.289 --> 00:04:53.430
y manipula probabilidades,
midiendo al final la salida,

00:04:53.430 --> 00:04:57.691
colapsando las superposiciones a una
secuencia de ceros y unos.

00:04:58.223 --> 00:05:01.160
Lo que significa es que
consigue el lote de cálculos

00:05:01.199 --> 00:05:04.512
que son posibles con tu configuración
hechas todas a la misma vez.

00:05:04.629 --> 00:05:07.159
Al final, solo puedes
medir uno de los resultados,

00:05:07.221 --> 00:05:09.660
y probablemente solo será
el resultado que quieres,

00:05:09.691 --> 00:05:12.314
así que probablemente tengas que
asegurarte y chequear de nuevo.

00:05:12.900 --> 00:05:16.192
Pero explotando inteligentemente
la superposición y el enlazamiento,

00:05:16.254 --> 00:05:18.284
esto puede ser exponencialmente más eficiente

00:05:18.320 --> 00:05:21.962
que lo que podría ser posible
en una computadora normal.

00:05:21.995 --> 00:05:25.677
Así que, mientras que las computadoras cuánticas
probablemente no reemplacen nuestras PCs,

00:05:25.716 --> 00:05:28.430
en muchas áreas son muy superiores.

00:05:28.868 --> 00:05:30.876
Una de ellas es la búsqueda de la base de datos.

00:05:30.939 --> 00:05:32.430
Para buscar algo en una base de datos,

00:05:32.465 --> 00:05:35.869
una computadora normal quizá tenga
que probar cada una de sus entradas.

00:05:36.222 --> 00:05:39.221
Los algorritmos cuánticos solo necesitan
la raíz cuadrada de ese tiempo,

00:05:39.345 --> 00:05:42.432
lo cual, para bases de datos grandes,
es una gran diferencia.

00:05:42.711 --> 00:05:46.660
El uso más famoso de las computadoras
cuánticas es arruinar la seguridad de la Informática.

00:05:47.025 --> 00:05:50.056
Ahora mismo, tu correo de navegación
y datos bancarios

00:05:50.098 --> 00:05:53.554
están seguros por un sistema de encriptación
por el cual le das a todos

00:05:53.590 --> 00:05:57.128
una llave pública para codificar mensajes
que solo tú puedes decodificar.

00:05:57.178 --> 00:05:59.992
El problema es que esta llave
pública puede ser usada

00:06:00.039 --> 00:06:02.370
para calcular tu llave privada secreta.

00:06:02.785 --> 00:06:05.782
Por suerte, haciendo las matemáticas
necesarias en computadoras normales

00:06:05.816 --> 00:06:08.368
tomaría literalmente años
de prueba y error.

00:06:08.501 --> 00:06:10.846
Pero una computadora cuántica con
un acelerón exponencial

00:06:10.894 --> 00:06:12.630
podría hacerlo en un tris.

00:06:12.863 --> 00:06:15.659
Otro nuevo uso realmente
excitante son las simulaciones.

00:06:15.731 --> 00:06:19.160
Simulaciones del mundo cuántico
consumen muchos recursos,

00:06:19.191 --> 00:06:22.443
e incluso para estructuras más grandes,
como las moléculas,

00:06:22.533 --> 00:06:24.469
usualmente no soy muy precisas.

00:06:24.754 --> 00:06:28.678
¿Entonces por qué no simular la física cuántica
con verdadera física cuántica?

00:06:28.771 --> 00:06:32.240
Las simulaciones cuánticas podrían proveer
nuevas percepciones en las proteínas

00:06:32.368 --> 00:06:34.338
que podrían revolucionar la medicina.

00:06:34.514 --> 00:06:37.031
Ahora mismo no sabemos si las
computadoras cuánticas serán

00:06:37.099 --> 00:06:41.190
solo una herramienta muy especializada
o una gran revolución para la humanidad.

00:06:41.401 --> 00:06:46.563
No tenemos idea de cuáles son los límites,
¡y solo hay una forma de averiguarlo!

00:06:47.836 --> 00:06:50.845
Este video está apoyado por
la Academia Australiana de Ciencias,

00:06:50.920 --> 00:06:54.023
la cual promueve y apoya
la excelencia en la ciencia.

00:06:54.181 --> 00:06:56.756
Aprende más sobre este tema y
otros similares

00:06:56.821 --> 00:06:59.220
en nova.org.au

00:06:59.316 --> 00:07:02.630
Fue divertido trabajar con ellos,
¡así que visiten su sitio!

00:07:02.661 --> 00:07:06.492
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00:07:06.814 --> 00:07:10.931
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