Del sistema binario al qubit, ¿donde están los límites?


Después de este parón veraniego y la constante presión social recibida por la falta de entradas en mi blog, me dispongo a retomar mi particular divulgación científica, apta para todos los públicos y gustos refinados.

Hoy me gustaría tratar un tema que siempre está en boca de todos, debido a su íntima relación con la computación, pero que no todo el mundo sabe muy bien su interpretación, al menos, aquellas personas que no tienen ninguna relación ingenieril. El tema, como bien indica el titulo de la entrada es el sistema binario y su evolución, pero intentaré dar un enfoque un poco más ameno para no caer en una aburrida clase de matemáticas, así que os animo a no cerrar aún la ventana de vuestro navegador.

Para empezar a hablar del sistema binario, tenemos que hablar previamente del sistema decimal. Como bien sabréis, y sino lo recordamos, el sistema de numeración decimal es un sistema en que las cantidades se representan en bloques de 10 números, es decir cada 10 números cambiamos de dígito o expresión. Por tanto, contamos de 0 al 9 y a partir de ahí cambiamos el dígito con el 10 y hasta el 19, y así sucesivamente…Puede esto parecer sencillo, ya que es nuestro sistema de contaje convencional, ¿pero porque nos parece esto tan normal? Los antropólogos aseguran que el origen del sistema decimal es debido a nuestros 10 dedos, por eso se nos hace tan familiar este sistema. Pero, ¿qué ocurriría si sólo tuviéramos dos dedos? Pues igual que en el sistema decimal, contaríamos de 0 a 1 y a partir de ahí tendríamos que cambiar de digito. Pero desgraciadamente como no somos maquinas ni vemos matrix codificado, nuestro cerebro no puede pensar en binario y tenemos que asociar el sistema binario al bien conocido decimal. Entonces, para representar nuestro sistema decimal en binario tenemos que jugar con el 0 y el 1, dando resultado a secuencias de bits. Donde,

0->00           4->100                      8->1000                     12->1100

1->01           5->101                      9->1001                     13->1101

2->10           6->110                      10->1010                   14->1110

3->11           7->111                      11->1011                    15->1111

Esto se vería más claro si pensáramos solamente en decimal, por tanto veríamos como cada dos número, o dedos, cambiamos de dígito. Por tanto, en este caso el 2 ya es diez, el 3 es once, cambiamos y el 4 es cien y el 5 es ciento uno…Sin embargo, si pensamos en binario no existe ni cien ni ciento uno ni dada de eso, la lectura en este caso son bits en base dos exponencialmente creciente.

 

bitsDejando a un lado la matemáticas , os preguntareis que tiene todo esto que ver con la electrónica y la computación, ¿no? Pues aunque parezca muy abstracto, la utilización de bits dio paso a la electrónica digital y gracias a ello podemos enviar nuestros multitudinarios whatsapps.

Como hemos visto antes un bit puede tener el valor 0 ó 1 y estos dos valores en  la vida convencional puede significar, “verdadero” o “falso”, “Si” o “No”. De hecho, estoy convencido que todo el mundo ha utilizado de pequeño el sistema binario para comunicarse sin saberlo, y una prueba de ello es cuando jugamos con dos linternas a encender y apagar simulando que enviamos un mensaje, sin tener ni idea de lo que estábamos haciendo. En el caso de la electrónica, el 0 indica que no hay voltaje y el 1 que si lo hay, por tanto la detección del voltaje es la base de la electrónica digital.

En el caso de las comunicaciones escritas, asociamos cada letra a un número decimal, llamado Código ASCII,  este numero decimal se convierte a binario y se envía por los diferentes medios de comunicación para poder ser interpretado por las máquinas y realizar el proceso inverso para mostrar el texto. Este sería el ejemplo a la hora de mandar un mail.

Si nos ha parecido complicado entender esto, más complicado nos va a parecer entender cual va a ser la evolución del sistema binario en términos de computación. Esta evolución viene definida en la computación cuántica, que abandona el sistema binario tal y como lo conocemos, debido a su limitación computacional, para dar paso a un sistema con más posibilidades. En la computación cuántica los bits son ahora llamados qubits y en  vez de coger solamente dos valores como antes, ahora un qubit puede valer 0, 1 ó 0 y 1. Por tanto, ahora tenemos tres estados en comparación de los dos estados posibles del bit, en los cuales se mantiene los dos estados originales del bit (0 y 1) y se le añade un tercer estado más, en el que puede valer simultáneamente tanto 0 como 1. A esta combinación de estados se le llama superposición cuántica y tiene como base, la teoría probabilística de una partícula subatómica de estar en diferentes estados.

Imagen del interior de un ordenador cuántico

La adición de un estado más, que a su vez puede valer ambos estados a la vez,  aporta a este modelo cuántico una velocidad de computación bastante superior a la convencional, exactamente, un ordenador cuántico al día de hoy es 50 mil veces más rápido que el ordenador convencional más veloz.

En conclusión, para aquellos que estéis pensando en comprar un ordenador en mediamarkt con su tropecientos GHz y sus megas de RAM, que sepáis que ya vais desactualizados, lo que se va a llevar a partir de ahora es el cuanto.


 

2 Respuestas

  1. A. CastroNo Gravatar
    Buen artículo Dénis. Comprendí lo esencial, al no ser un súper cerebro, aunque conocía el dialogo informático. Lo conocía no lo entendía... Aunque es bastante monótono como lenguaje. Saludos.
    • DenisNo Gravatar
      Te doy la razón en que es bastante monótono, pero es increíble todo lo que hemos conseguido con el sistema binario, no me imagino lo que vamos a llegar a conseguir con la computación cuántica...Saludos y gracias por el comentario!!

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