Después de muchos años de investigación en el campo de la “cuántica”, esta nueva era está marcada por la aparición de tecnologías de computación cuántica con aplicaciones en diversas industrias e impacto en la vida cotidiana. Ha hecho pequeños, pero impresionantes avances de la mano de las grandes corporaciones en la última década y promete revolucionar casi todo lo que conocemos.
La nueva tecnología en desarrollo en la computación cuántica es un área completamente subdesarrollada. Este potencial será posible verlo en el futuro a medida que pasemos de la era digital a la era cuántica. Para lograrlo, actualmente se investiga el diseño e implementación de algoritmos cuánticos. El objetivo es lograr una eficiencia sin precedentes, haciendo el trabajo en menos tiempo y requiriendo menos recursos informáticos.
¿Qué es la Computación Cuántica?
La computación cuántica es un área de la informática que utiliza los principios de la teoría cuántica. La teoría cuántica explica el comportamiento de la energía y la materia a nivel atómico y subatómico.
La computación cuántica utiliza partículas subatómicas como electrones o fotones. Los bits cuánticos, o qubits, permiten que estas partículas existan en más de un estado al mismo tiempo. En teoría, los qubits vinculados pueden explotar la interferencia entre sus estados cuánticos.
La computación cuántica es capaz de evaluar una multitud de posibilidades y extraer soluciones potenciales a problemas y desafíos complejos. Mientras que las computadoras clásicas almacenan información como 0 o 1 bits, las computadoras cuánticas usan qubits.
Si te preguntas de qué están hechos los qubits, la respuesta depende de la arquitectura de los sistemas cuánticos, ya que algunos requieren temperaturas extremadamente bajas para funcionar correctamente. Los qubits pueden estar hechos de iones atrapados, fotones, átomos artificiales o reales, o cuasipartículas, mientras que los bits binarios suelen ser chips basados en silicio.
Este enorme potencial computacional y el tamaño del mercado proyectado para su uso ha atraído la atención de algunas de las empresas más destacadas. Estos incluyen IBM, Microsoft, Google, D-Waves Systems, Alibaba, Nokia, entre otras.
Características
Una computadora cuántica es aquella que se caracteriza por utilizar la mecánica cuántica para aumentar su poder de procesamiento mediante el uso de qubits en lugar de bits clásicos. Estos buscan superar a las supercomputadoras más poderosas de la actualidad, ya que los qubits pueden generar más datos y probabilidades usando menos energía que los bits clásicos.
Además, pueden resolver los llamados problemas difíciles. Resolver tales problemas puede llevar una cantidad de tiempo casi infinita y las computadoras cuánticas los resuelven a un ritmo bastante acelerado.
Sin embargo, a pesar de los avances en computación cuántica, todavía se trata de una tecnología experimental. Entre sus puntos más resaltantes podemos encontrar:
- Algo muy importante es que un sistema clásico nunca puede estar o estará en más de un estado, pero esta restricción no existe para un sistema cuántico, puesto que cambiará constantemente de estado.
- Medida y evolución no determinista de probabilidad: Cuando se realiza una medición sobre un sistema para determinar su estado, el resultado debe ser compatible con el mundo clásico, ya que los dispositivos de medición son siempre sistemas clásicos.
Independientemente de que el sistema cuántico se encuentre en una superposición de estados antes de la medición, en la computación cuántica inmediatamente después de la medición el sistema estará en estado puro (como un sistema clásico).
✅ Ventajas
Hay mucha expectativa alrededor de la evolución y crecimiento de la computación cuántica. Algunas de sus ventajas impactarán sobre la mayoría de los mercados y la vida cotidiana de forma notable. Te contamos, a continuación, algunas de las ventajas de esta computación.
- En medicina: Dentro de todos los campos en los que se está explorando esta computación, el que quizás destaca más es el de la medicina. Esto se debe a que se le se podría atribuir nuevas medicinas para el uso clínico en relación al tratamiento farmacológico, el diagnóstico y la gestión de datos.
- Fuentes de energía: Este tipo de computación se puede utilizar para la búsqueda de fuentes de energía alternativas.
- Sector financiero y seguros: se ocupa del análisis de riesgos y la optimización de carteras.
- Para las áreas de Logística y movilidad: podría lograr una optimización de tráfico, rutas y producción
- Es una herramienta excelente para la predicción (que es de utilidad en áreas como ingeniería, marketing, agricultura, física, etc) debido a que acelera esta fase. Adicionalmente, puede mostrar estadísticas de forma más veloz.
- Para la ingeniería aeronáutica: se emplea para el diseño de palas de hélice y simulación de nuevos materiales.
- Memoria y velocidad: es una herramienta que puede almacenar mucha más información con el uso de menos recursos y de forma más rápida.
👎 Desventajas
- Complejidad: uno de los grandes problemas de la informática es la gran dificultad técnica, puesto que todos los cálculos de corrección de errores requieren una gran cantidad de qubits.
- Hardware: otra dificultad es la falta de hardware adecuado para resolver problemas relacionados con la computación cuántica. Esto quiere decir que cuanto mayor sea el problema, mayor será el número de qubits y mayor la necesidad de rastrear la coherencia cuántica.
- Sobreestimación: las posibilidades de la computación cuántica pueden estar sobreestimadas. Al ser partículas subatómicas, esta es su capacidad de estar en todos los estados posibles al mismo tiempo. Al aplicar esta propiedad a la computación cuántica, se podría construir una computadora que pudiera analizar simultáneamente todas las posibles soluciones a un problema. Aun así, Scott Aaronson cree que estamos siendo demasiado optimistas. Según sus cálculos, una computadora cuántica puede mejorar al máximo hasta el orden de la raíz cuadrada. Es decir, si un problema requiere explorar 10,000 posibilidades, una computadora cuántica solo necesita explorar 100. Si bien esta es una gran ventaja, no es suficiente para la humanidad. Además, Aaronson cree que la computación cuántica solo será aplicable a tipos específicos de problemas y no puede llegar a ser una técnica versátil.