Este complicat să răspundem la întrebarea din titlu, deoarece computarea cuantică este încă în dezvoltare.

Pentru a vă face o idee, ceea ce avem până acum sunt computere cuantice mici și cu multe erori. Încă nu avem un computer cuantic tolerant la erori, adică unul care să fie capabil să efectueze operații în care avem încredere 100% și care să ne permită să rezolvăm eficient probleme relevante.

Erorile apar deoarece natura cuantică este foarte fragilă. Stările cuantice constau într-o superpoziție de stări (de exemplu, mai multe poziții diferite) și, în momentul în care interacționează cu mediul, își pierd această superpoziție, ceea ce implică dispariția informațiilor pe care le aveau. De aceea, sistemele cuantice pe care le putem controla sunt mici și trebuie să fie la temperaturi foarte scăzute. Originea principalului consum energetic al computării cuantice în prezent provine din menținerea acestor sisteme suficient de reci, foarte aproape de 0 absolut (aproape -273ºC) și din sistemele de control care sunt utilizate pentru a stabiliza stările cuantice. Dar ceea ce este execuția operațiilor cuantice în sine necesită practic aceeași energie ca un computer clasic actual.

Chiar și în aceste condiții, stările cuantice rămân fragile, așa că avem nevoie de ceea ce numim corectarea erorilor. Această corectare a erorilor se face prin adăugarea mai multor cubiți, care sunt echivalentul cuantic al computării convenționale, astfel încât o parte din acești cubiți sunt utilizați pentru a corecta pe cei care sunt destinați să facă calculul. Ai nevoie de mulți cubiți fizici pentru ca un singur cubit logic să funcționeze.

Mai multe informații

Vor exista computere cuantice personale în 10 ani?

În momentul în care vom depăși acest obstacol tehnologic, vom putea rezolva probleme pe care un computer clasic nu le poate rezolva, așa că nici atunci nu ar avea sens să comparăm consumul energetic al unuia cu celălalt. Indiferent de cât consumă, cel cuantic va fi mult mai eficient în sensul că va rezolva probleme imposibile pentru un computer clasic. Dacă încerci să folosești un computer cuantic pentru a rezolva o problemă simplă, acesta consumă mult mai mult decât un computer convențional, dar computerele cuantice nu vor fi folosite pentru astfel de situații. Ar fi ca și cum ai încerca să folosești un reflector de stadion de fotbal pentru a-ți ilumina sufrageria.

În ciuda tuturor acestor considerații, vă pot oferi cifre. Un laptop poate avea o putere de aproximativ 60 de wați. Și puterea este proporțională cu energia pe care o consumă. 60 de wați este puterea tipică a unui bec cu filament de modă veche. Dacă ne uităm la cele cuantice, ar fi în jur de 20 de kilowați, adică 20.000 de wați (numărul exact depinde de implementarea fizică, deoarece există mai multe tehnologii în dezvoltare). Aceasta înseamnă că, dacă îl pun să rezolve o problemă și durează o oră, un laptop ar consuma 60 de wați-oră de energie, iar dacă o fac pe un cuantic, ar consuma 20.000 de wați-oră. Cel cuantic consumă mult mai mult. Dar, în plus, în testele care au fost făcute, cel cuantic durează mult mai mult pentru a rezolva o problemă simplă decât computerul clasic, deoarece cel cuantic nu este încă optimizat. Acum nu sunt deloc eficiente, dar vor ajunge să fie.

O altă chestiune interesantă este că, cu un computer clasic, capacitatea de calcul crește liniar odată cu creșterea numărului de procesoare, adică, dacă pui de două ori mai multe procesoare, vei avea de două ori mai multă capacitate de calcul. Dar într-un computer cuantic, capacitatea crește exponențial: dacă ai cinci cubiți, poți gestiona 2 la puterea 5 stări, dar cu zece cubiți ai 2 la puterea 10. Diferența este brutală. Pentru a utiliza tot acest potențial, vom avea nevoie de algoritmi specifici.

Pentru a răspunde la întrebarea ta, ceea ce pot să-ți spun este că atunci când vom avea computere cuantice optimizate, adică tolerante la erori și cu sisteme de răcire și control mai eficiente, consumul lor nu va fi limitativ.

María José Calderón Prieto este doctor în Științe Fizice, cercetător științific la Institutul de Știință a Materialelor din Madrid al CSIC și director al Masterului Universitar UIMP-CSIC în Tehnologii Cuantice.

Coordonare și redactare: Victoria Toro.

Întrebare trimisă de Omar Carrillo.

Noi răspundem este un consultator științific săptămânal, sponsorizat de programul L’Oréal-Unesco „For Women in Science” și de Bristol Myers Squibb, care răspunde la îndoielile cititorilor cu privire la știință și tehnologie. Oamenii de știință și tehnologii, membri ai AMIT (Asociația Femeilor Cercetătoare și Tehnologe), sunt cei care răspund la aceste îndoieli. Trimiteți întrebările dvs. la sau prin X #nosotrasrespondemos.