Vivimos en la era de la tecnología, pero aún queda mucho por venir. En los últimos años, grandes empresas han dado pequeños —pero importantes— pasos en la computación cuántica, la cual promete revolucionar el mundo tal como lo conocemos. La siguiente selección de posibles aplicaciones impactará desde la movilidad hasta la atención médica.
Computación Cuántica
La computación cuántica está revolucionando la tecnología de la información. En un mundo binario compuesto de unos y ceros, las computadoras cuánticas serían como el Albert Einstein de la informática, con cerebros electrónicos extraordinarios capaces de realizar tareas que serían casi imposibles para las computadoras tradicionales. La multinacional IBM será la primera en comercializar esta asombrosa tecnología con el Q System One, un cubo de vidrio de 3x3 metros con 20 qubits presentado en 2019 que estará disponible para empresas e investigadores.
¿Qué es la computación cuántica?
Esta rama de la informática se basa en los principios de la superposición de materia y el entrelazamiento cuántico, y utiliza un método de cálculo diferente al tradicional. En teoría, sería capaz de almacenar muchos más estados por unidad de información y operar con algoritmos mucho más eficientes a nivel numérico, como el de Shor o el recocido cuántico.
Esta nueva generación de supercomputadoras utiliza el conocimiento de la mecánica cuántica —el área de la física que estudia las partículas atómicas y subatómicas— para superar las limitaciones de la informática clásica. Aunque en la práctica, la computación cuántica enfrenta problemas evidentes en cuanto a escalabilidad e incoherencia, permite realizar múltiples operaciones simultáneas y elimina el efecto túnel que limita la programación a escala nanométrica actual.
¿Qué es un qubit?
La computación cuántica utiliza el qubit como unidad básica de información en lugar del bit convencional. La principal característica de este sistema alternativo es que permite la superposición coherente de unos y ceros, los dígitos del sistema binario en torno al cual gira toda la informática. Los bits, en cambio, solo pueden tener un valor a la vez: o uno o cero.
Este aspecto de la tecnología cuántica significa que un qubit puede ser tanto cero como uno al mismo tiempo, y en diferentes proporciones. Esta multiplicidad de estados permite que una computadora cuántica con solo 30 qubits, por ejemplo, realice 10 mil millones de operaciones de punto flotante por segundo, lo que es aproximadamente 5.8 mil millones más que la consola de videojuegos PlayStation más poderosa del mercado.
Diferencias entre la computación cuántica y la tradicional
La computación cuántica y la tradicional son dos mundos paralelos con algunas similitudes y muchas diferencias, como el uso de qubits en lugar de bits. Veamos tres de las más significativas:
Lenguaje de programación: La computación cuántica no tiene su propio código de programación y requiere el desarrollo e implementación de algoritmos muy específicos. Sin embargo, la informática tradicional cuenta con lenguajes estandarizados como Java, SQL y Python, por mencionar algunos.
Funcionalidad: Las computadoras cuánticas no están destinadas al uso generalizado y cotidiano, a diferencia de las computadoras personales (PC). Estas supercomputadoras son tan complejas que solo pueden ser utilizadas en los campos corporativo, científico y tecnológico.
Arquitectura: Las computadoras cuánticas tienen una arquitectura más simple que las computadoras convencionales y no tienen memoria ni procesador. El equipo consiste únicamente en un conjunto de qubits que lo hace funcionar.
Salto Cuántico en Computación El salto cuántico en la computación.
Condiciones de operación de una computadora cuántica
Estas computadoras son extremadamente sensibles y requieren condiciones muy específicas de presión y temperatura, así como aislamiento para operar correctamente. Cuando estas máquinas interactúan con partículas externas, se producen errores de medición y la eliminación de superposiciones de estados, por lo que están selladas y deben ser operadas utilizando computadoras convencionales.
Las computadoras cuánticas deben tener casi nula presión atmosférica, una temperatura ambiente cercana al cero absoluto (-273°C) y aislamiento del campo magnético terrestre para evitar que los átomos se muevan, choquen entre sí o interactúen con el entorno. Además, estos sistemas solo operan durante intervalos de tiempo muy cortos, de modo que la información se daña y no puede almacenarse, lo que dificulta aún más la recuperación de los datos.
Principales usos de la computación cuántica
La seguridad informática, la biomedicina, el desarrollo de nuevos materiales y la economía, son algunos de los campos que podrían ser revolucionados por los avances en la computación cuántica. Estos son algunos de los beneficios más significativos:
Finanzas: Las empresas podrían optimizar aún más sus carteras de inversión y mejorar los sistemas de detección de fraudes y simulación.
Salud: Este sector se beneficiaría del desarrollo de nuevos medicamentos y tratamientos genéticamente personalizados, así como de la investigación del ADN.
Ciberseguridad: La programación cuántica implica riesgos, pero también avances en la encriptación de datos, como el nuevo sistema de Distribución de Claves Cuánticas (QKD). Esta es una nueva técnica para enviar información sensible que utiliza señales de luz para detectar intrusos en el sistema.
Movilidad y transporte: Empresas como Airbus utilizan la computación cuántica para diseñar aviones más eficientes. Los qubits también permitirán un progreso significativo en los sistemas de planificación del tráfico y optimización de rutas.
Traducido y adaptado de iberdola.com