La computación cuántica es una nueva generación de tecnología que involucra un tipo de computadora 158 millones de veces más rápida que la supercomputadora más sofisticada que tenemos en el mundo hoy. Es un dispositivo tan poderoso que podría hacer en cuatro minutos lo que una supercomputadora tradicional tardaría 10.000 años en lograr.
Durante décadas, nuestro ordenadores todos han sido construidos alrededor del mismo diseño. Ya sean las enormes máquinas de la NASA o su ordenador portátil en casa, todos son esencialmente calculadoras glorificadas, pero lo más importante es que solo pueden hacer una cosa a la vez.
La clave del funcionamiento de todas las computadoras es que procesan y almacenan información hecha de dígitos binarios llamados bits. Estos bits solo tienen dos valores posibles, un uno o un cero. Son estos números los que crean el código binario, que una computadora necesita leer para llevar a cabo una tarea específica, según el libro. Fundamentos de las computadoras.¿Qué es la computación cuántica?
La teoría cuántica es una rama de la física que se ocupa del diminuto mundo de átomos y las partículas más pequeñas (subatómicas) dentro de ellos, según la revista Documenta Mathematica. Cuando te adentras en este minúsculo mundo, las leyes de la física son muy diferentes a lo que vemos a nuestro alrededor. Por ejemplo, las partículas cuánticas pueden existir en múltiples estados al mismo tiempo. esto se conoce como superposición.
En lugar de bits, las computadoras cuánticas usan algo llamado bits cuánticos, ‘qubits’ para abreviar. Mientras que un bit tradicional solo puede ser uno o cero, un qubit puede ser uno, cero o ambos al mismo tiempo, según un artículo publicado en Conferencia internacional IEEE sobre Big Data.
Esto significa que una computadora cuántica no tiene que esperar a que termine un proceso antes de poder comenzar otro, puede hacerlo al mismo tiempo.
Imagina que tienes muchas puertas que están todas cerradas excepto una, y necesitas saber cuál está abierta. Una computadora tradicional seguiría probando cada puerta, una tras otra, hasta encontrar la que estaba abierta. Podría tomar cinco minutos, podría tomar un millón de años, dependiendo de cuántas puertas haya. Pero una computadora cuántica podría probar todas las puertas a la vez. Esto es lo que los hace mucho más rápidos.
Además de la superposición, las partículas cuánticas también exhiben otro comportamiento extraño llamado enredo lo que también hace que esta tecnología sea potencialmente innovadora. Cuando dos partículas cuánticas se enredan, forman una conexión entre sí sin importar qué tan lejos estén. Cuando modifica uno, el otro responde de la misma manera, incluso si están a miles de kilómetros de distancia. Einstein llamó a esta propiedad de partícula «acción espeluznante a distancia», según la revista Naturaleza.
Limitaciones de diseño
Además de la velocidad, otra ventaja que tienen las computadoras cuánticas sobre las computadoras tradicionales es el tamaño. De acuerdo a Ley de Moorela potencia informática se duplica aproximadamente cada dos años, según la revista IEEE Anales de la Historia de la Computación. Pero para permitir esto, ingenieros hay que encajar mas y mas transistores en una placa de circuito. Un transistor es como un microscópico interruptor de luz que puede estar encendido o apagado. Así es como una computadora procesa un cero o un uno que encuentras en código binario.
Para resolver problemas más complejos, necesita más de esos transistores. Pero no importa cuán pequeños los haga, solo hay tantos que puede colocar en una placa de circuito. ¿Entonces que significa eso? Significa que, tarde o temprano, las computadoras tradicionales van a ser tan inteligentes como podamos hacerlas, según el Revista de jóvenes científicos. Ahí es donde las máquinas cuánticas pueden cambiar las cosas.
La búsqueda para construir computadoras cuánticas se ha convertido en una especie de carrera mundialcon algunas de las empresas más grandes y, de hecho, gobiernos del planeta compitiendo para impulsar la tecnología aún más, lo que provocó un aumento en el interés por las acciones de computación cuántica en los mercados monetarios.
Un ejemplo es el dispositivo creado por D-Wave. Ha construido el sistema Advantage, que dice que es la primera y única computadora cuántica diseñada para uso comercial, según un presione soltar De la compañia.
D-wave dijo que ha sido diseñado con una nueva arquitectura de procesador con más de 5000 qubits y qubit de 15 vías conectividadque dijo permite a las empresas resolver sus problemas comerciales más grandes y complejos.
La firma afirma que la máquina es la primera y única computadora cuántica que permite a los clientes desarrollar y ejecutar aplicaciones cuánticas en producción del mundo real a escala en la nube. La firma dijo que Advantage es 30 veces más rápido y ofrece soluciones iguales o mejores el 94% del tiempo en comparación con su sistema de generación anterior.
Pero a pesar del enorme poder computacional teórico de las computadoras cuánticas, todavía no es necesario enviar su vieja computadora portátil a la papelera con ruedas. Las computadoras convencionales seguirán teniendo un papel que desempeñar en cualquier nueva era y son mucho más adecuadas para tareas cotidianas como hojas de cálculo, correo electrónico y procesamiento de textos, según Computación cuántica Inc. (QCI).
Sin embargo, donde la computación cuántica realmente podría generar un cambio radical es en el análisis predictivo. Debido a que una computadora cuántica puede hacer análisis y predicciones a velocidades vertiginosas, sería capaz de predecir patrones meteorológicos y realizar modelado de tráfico, cosas en las que hay millones, si no miles de millones, de variables que cambian constantemente.
Dentro de la onda D
¿Por qué necesitamos la computación cuántica?
Las computadoras estándar pueden hacer lo que se les dice lo suficientemente bien si un ser humano les proporciona el programa de computadora correcto. Pero cuando se trata de predecir cosas, no son tan inteligentes. Esta es la razón por la cual el pronóstico del tiempo no siempre es exacto. Hay demasiadas variables, demasiadas cosas que cambian demasiado rápido para que cualquier computadora convencional pueda mantenerse al día.
Debido a sus limitaciones, hay algunos cálculos que una computadora ordinaria quizás nunca pueda resolver, o podría tomar literalmente mil millones de años. No sirve de mucho si necesita una predicción rápida o un análisis.
Pero una computadora cuántica es tan rápida, casi infinitamente, que podría responder rápidamente a la información cambiante y examinar una cantidad ilimitada de resultados y permutaciones simultáneamente, según una investigación de Informática Rigetti.
Las computadoras cuánticas también son relativamente pequeñas porque no dependen de transistores como las máquinas tradicionales. También consumen comparativamente menos poderlo que significa que, en teoría, podrían ser mejores para el entorno.
Recursos adicionales
Puede leer sobre cómo comenzar en la computación cuántica en este artículo por Naturaleza. Para obtener más información sobre el futuro de la computación cuántica, puede ver esta charla TED por el estudiante de doctorado Jason Ball.
