¿Qué sistema operativo utilizan los ordenadores cuánticos?

¿Qué sistema operativo utilizan los ordenadores cuánticos?

Rodrigo Alonso

Llevamos ya bastante tiempo escuchando acerca de los ordenadores cuánticos y las posibilidades que estos ofrecen para la industria, pero como ya hemos comentado con anterioridad, estamos todavía muy lejos de que éstos puedan llegar al entorno doméstico; sin embargo, no podemos dejar de preguntarnos, ¿qué sistema operativo utilizan los ordenadores cuánticos?

Los ordenadores de hoy en día funcionan con bits del sistema binario, unos y ceros que representan el que un pulso eléctrico pase o no pase, y todo lo que usas en tu PC, desde los juegos hasta esta página web, no son sino largas cadenas de dígitos binarios. Por el contrario, un ordenador cuánto hace uso de qubits, partículas subatómicas como electrones o fotones que tienen la particularidad de que añaden un tercer estado: además del 1 y el 0 del sistema binario que significa encendido o apagado, tienen el estado de los dos al mismo tiempo mediante un fenómeno llamado superposición. Esto hace que el paradigma del software para poder utilizar el hardware cambie de manera total.

El sistema operativo para los ordenadores cuánticos

Los usuarios de PC y en general de cualquier tipo de dispositivo como consolas o incluso smartphones estamos acostumbrados a ciertos sistemas operativos como pueden ser Microsoft Windows, UNIX, Android o esencialmente otros sistemas basados en alguno de estos tres (recordemos que por ejemplo MacOS está basado en UNIX), y todos ellos funcionan utilizando el sistema binario.

Sin embargo, los ordenadores cuánticos no pueden funcionar con ninguno de los sistemas operativos que conocemos, ya que como hemos explicado funcionan con qubits y no con bits, por lo que el desarrollo de su software debe contemplar esos estados adicionales de los que hemos hablado, y este es uno de los motivos (además del coste que tienen y las dificultades técnicas para hacerlos funcionar) por los que su llegada al entorno doméstico está todavía muy lejos.

Microsoft ya ha hecho el primer acercamiento con el sistema LIQUi|>, desarrollado desde 2016 como una arquitectura de software para la computación cuántica. Incluye un lenguaje de programación, optimización y algoritmos de programación además de simuladores cuánticos. Este software puede ser utilizado para traducir un algoritmo cuántico escrito como un programa de alto nivel (los programas visibles que ejecutamos) en instrucciones de bajo nivel para una máquina cuántica.

Sistema operativo ordenadores cuánticos

Hay que tener en cuenta que LIQUi|> no es un sistema operativo como tal, sino una interfaz para poder simular y dar instrucciones a ordenadores cuánticos. Incluye simulación de circuitos de hasta 30 qubits en una sola máquina con 32 GB de memoria RAM, limitado solo por la memoria y los hilos de proceso de la CPU, y como hemos dicho puede ser utilizado como traductor de algoritmos cuánticos en forma de un programa de alto nivel capaz de dar instrucciones a bajo nivel a una CPU. Dicho de otra manera, no es sino un simulador de ordenadores cuánticos para un PC convencional.

Sin embargo, el primer sistema operativo para procesadores cuánticos real fue desarrollado por los investigadores de la Universidad de Cambridge en 2015, y como supondréis es algo completamente especial y específico para poder trabajar con qubits y que por supuesto no puede ejecutarse en un PC convencional. En el año 2021, una startup China creó «Origin Quantum«, un sistema operativo completo que promete hacer que los ordenadores cuánticos puedan ser utilizados como si fueran ordenadores independientes y no como una mera terminal desde la que ejecutar órdenes de cálculo.

Computación cuántica

La computación cuántica sigue avanzando pero todos los expertos están de acuerdo en que le queda muchísimo tiempo y trabajo de desarrollo para lograr sacar su potencial, del que se dice que es desde luego el futuro de la informática. En cuanto a su llegada a los entornos domésticos seguimos avanzando con sistemas operativos como Origin Quantum, ya funcionales, pero los problemas de mantenimiento y corrección de errores de este tipo de sistemas hacen que todavía falte más de un siglo, como poco, para empezar a verlos en el ámbito doméstico.