La computación cuántica y los qubits prometen ser la próxima tecnología que impulse la nueva era de la innovación

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computación cuántica - quantum computing

La computación cuántica se basa en el uso de qubits, siendo estos la unidad mínima de información cuántica. Los mismos dan lugar a nuevas puertas lógicas que hacen posibles nuevos algoritmos. Mientras, la computación clásica basada en el bit (unidad mínima de información clásica) nos brinda soporte a todo lo que hagamos en la sociedad. No obstante, hay problemas que un computador clásico nunca podrá abordar pero uno cuántico, sí. Ahora bien, una gran diferencia radica entre ambas ya que el bit sólo puede entregar resultados binarios (0 y 1), mientras que el qubit, aprovecha las propiedades de la mecánica cuántica, y puede tener ambos valores al mismo tiempo (0 y 1). Con lo cual, da lugar a una velocidad de resolución de problemas mucho más acelerada.

Basado en este paradigma, IBM el año pasado lanzó Quantum Experience, una plataforma en la nube conectada a la web. La misma permite a cualquiera experimentar de forma gratuita con un procesador cuántico. Pero y, ¿para qué sirve realmente un computador cuántico? Inicialmente para aprender a programar, crear y probar algoritmos. A gran escala, para hacer simulaciones más complejas y efectivas.

Lo más reciente del procesador cuántico de IBM

Aun cuando IBM reconoce que estamos a años de explotar las capacidades de la computación cuántica. Recientemente, ha asegurado haber dado un paso adelante en su creación. Esto, debido a la puesta en marcha de su nueva API (Interfaz de Programas de Aplicación o Application Program Interface) que actualiza la experiencia de Quantum en la nube. La misma ayudará a los desarrolladores y programadores en la construcción de interfaces entre el ordenador cuántico en la nube de cinco bits cuánticos (qubit) sin necesidad de que tengan un conocimiento profundo en cuántica. Con ello, se espera aumentar las capacidades de los investigadores en la construcción de aplicaciones más sofisticadas.  Puntualmente, la idea es proporcionar la creación de una base para la experimentación de alto nivel.

Adicionalmente, IBM prevé lanzar antes de mediados de año un kit de desarrollo de software (Software Development Kit).  Dicho kit  será integrado al Quantum Experience para que usuarios puedan construir aplicaciones cuánticas y programas de software.

Futuras aplicaciones de la computación cuántica

La química es de las primeras y más prometedoras áreas de aplicación para la computación cuántica. Podemos citar a la simple molécula de cafeína. Para la misma, el número de estados cuánticos en las moléculas crece rápidamente, tan rápido, que ni toda la memoria de computación convencional que los científicos pudieran construir, podría contenerlo. He allí, el porqué de la mención de su más prometedora aplicación. En un futuro, se prevé considerar moléculas más complejas e intentar predecir propiedades químicas con una precisión mayor que la que hacen los computadores convencionales.

Las futuras aplicaciones de computación cuántica podrían abarcar las siguientes áreas:

– Medicamentos y materiales: “desenredar” las complejas interacciones moleculares y químicas podría llevar al descubrimiento de nuevas medicinas y materiales.

– Logística y cadena de suministro: descifrar las trayectorias óptimas a lo largo de sistemas globales, por ejemplo, para optimizar la gestión de las flotas de transporte.

– Servicios financieros: encontrar nuevas maneras de realizar modelos de datos financieros y aislar factores de riesgo para realizar mejores inversiones.

– Inteligencia Artificial: impulsar la capacidad de áreas de la inteligencia artificial como el aprendizaje automático cuando el flujo de datos es enorme, como en el análisis de imágenes o vídeos.

– Seguridad cloud: hacer que la nube fuera mucho más segura aplicando las leyes de física cuántica a mejorar la privacidad de los datos.

Datos Curiosos

Otras empresas que trabajan en la computación cuántica, incluye Google, Microsoft, Intel y startuos como D-Wave Systems. Esta última a finales del mes de enero anuncio el inicio de ventas de su nueva computadora cuántica. El primer D-Wave-2000Q (de 2000 qubits o bits cuánticos) fue adquirido por aproximadamente 15 millones de dólares por la empresa Temportal Defense Sytems Inc. especializada en seguridad cibernética.

Cabe mencionar que el  procesador de D-Wave-2000Q tiene aproximandamente el tamaño no mayor al de una uña y la mayor parte de la calculadora ( aproximadamente 3 m) lo ocupa el sistema de refrigeración. En la base del procesador se encuentran qubits superconductores – más de 128 mil uniones de Josephson. Para su funcionamiento y mantenimiento se enfría a una temperatura de 15 miliKelvin.

¿Puede competir IBM contra D-Wave, aún cuando D-Wave ha sido capaz de fabricar 2000 qubits de procesamiento e IBM solo 5?

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