La aleatoriedad juega un rol crucial en numerosos campos, desde la informática y la ingeniería hasta la criptografía y la predicción del tiempo; entender y utilizar la aleatoriedad es esencial para simular el mundo real, diseñar algoritmos y predecir resultados en condiciones de incertidumbre. En el campo de la computación cuántica, la aleatoriedad también es indispensable, pero tradicionalmente generar aleatoriedad requiere una gran cantidad de cómputo. Sin embargo, una reciente investigación del equipo de Thomas Schuster del Instituto de Tecnología de California indica que la dificultad para que las computadoras cuánticas generen aleatoriedad es mucho menor de lo que se pensaba previamente.
En la computación cuántica, la información se basa en qubits en lugar de bits (0 o 1) de las computadoras tradicionales. Los científicos han demostrado que las computadoras cuánticas, al permutar o barajar aleatoriamente los qubits, pueden exhibir capacidades que superan a las computadoras tradicionales, es decir, lograr ventaja cuántica. Sin embargo, el proceso de permutación aleatoria de qubits es complejo y fácilmente destruye su frágil estado cuántico, por lo que se pensaba que solo computadoras cuánticas pequeñas podían manejar aplicaciones dependientes de la aleatoriedad. El equipo de investigación del Instituto de Tecnología de California propone un método innovador: dividir un grupo de qubits en bloques más pequeños y probar matemáticamente que cada bloque pequeño puede generar aleatoriedad de manera independiente. En el artículo publicado en la revista Science, el equipo detalla este método, mostrando cómo "pegar" estos bloques para formar una versión bien barajada de la secuencia original de qubits.
Este avance significa que es posible utilizar secuencias de qubits permutados aleatoriamente en sistemas cuánticos más grandes, allanando el camino para construir computadoras cuánticas más potentes. Estas computadoras podrán manejar de manera más eficiente aplicaciones del mundo real como la criptografía y la simulación. Además, la investigación también provoca profundas reflexiones sobre la naturaleza de las observaciones físicas, señalando que debido a la velocidad extremadamente alta con la que los sistemas cuánticos ocultan información, nuestras observaciones de la naturaleza podrían tener limitaciones fundamentales. Thomas Schuster dijo: "Nuestros resultados indican que algunas propiedades físicas básicas podrían ser difíciles de entender a través de experimentos cuánticos tradicionales".
