San Rafael, Mendoza miércoles 21 de abril de 2021

Computación cuántica: un salto tan grande como el que hubo entre el ábaco y la informática actual

El procesador cuántico de IBM.El procesador cuántico de IBM.

Los próximos ordenadores solucionarán en segundos problemas que las máquinas convencionales más potentes tardarían miles de años en resolver

Si el siglo XIX fue la era de la máquina y el siglo XX la de la información, el siglo XXI será la era cuántica. No es una hipérbole. William Daniel Phillips, premio Nobel de Física en 1997, opina que la computación cuántica supone un salto tecnológico sin comparación a los que hemos vivido hasta ahora, más grande incluso que el existente entre el ábaco y la informática actual.

Igual que la informática clásica se basa en el concepto de bit (que puede tomar el valor 0 o 1), en la informática cuántica el cúbit (del inglés qubit, quantum bit), es la unidad mínima de información. A diferencia del bit, que solo puede estar en uno de esos dos estados, el cúbit puede encontrarse simultáneamente en los estados 0 y 1. Es como si pasáramos de un interruptor de la luz que la apaga o la enciende, a uno que nos deja tener muchos estados intermedios. Así con 10 cúbits tendríamos 1.024 estados simultáneos y, cada vez que añadimos un cúbit, duplicamos la potencia de cálculo.

Hay que tener en cuenta que generar y manejar los cúbits es un enorme desafío científico y de ingeniería, ya que hay que evitar que los cúbits interactúen con el entorno hasta que sean medidos, para lo que, en algunos casos, se enfrían los circuitos a temperaturas más bajas que la del espacio profundo (cercanas al cero absoluto, -273 grados centígrados). A pesar de ello, en la actualidad los ordenadores cuánticos presentan todavía muchos errores, ya que se pierde la coherencia de los valores de los cúbits.

Existen dos formas de trabajar con ordenadores cuánticos. Una es la basada en el llamado temple cuántico (quantum annealing) ―empleada por la compañía D-Wave― en los que el problema a resolver se hace corresponder con un modelo cuya solución es el estado de energía más bajo del sistema y que son adecuados para ejecutar problemas de optimización. La otra es la de ordenadores que soportan la computación cuántica basada en puertas ―empleada por IBM, Google o Rigetti―, en la que un problema se descompone en una secuencia de operaciones básicas primitivas, que se realizan mediante puertas cuánticas. Hay que tener en cuenta que los ordenadores cuánticos no sustituyen a los actuales, sino que conviven en arquitecturas híbridas en las que un ordenador clásico envía al ordenador cuántico las instrucciones oportunas, recogiendo y procesando los resultados que este le devuelve.

Los ordenadores cuánticos no solo permiten simular mucho mejor la naturaleza, sino también ejecutar algoritmos que para los ordenadores “clásicos” son impracticables, ya que tardarían demasiado tiempo ―en algunos casos, incluso el mayor supercomputador del mundo, varios millones de años― o necesitarían una memoria casi infinita. De hecho, en 2019 Google anunció la “supremacía cuántica” con un experimento diseñado por el español Sergio Boixo: un ordenador cuántico logró hacer en unos minutos algo que a un superordenador convencional le llevaría miles de años.

Existen cientos de aplicaciones interesantes para este nuevo tipo de informática en campos como la economía y servicios financieros, química, medicina y salud, logística y cadena de suministro, energía y agricultura. Y, por supuesto, la informática cuántica impacta de modo fundamental en la ciberseguridad y en la Inteligencia Artificial. Ello ha impulsado a muchos gobiernos (EE UU, la Unión Europea, Países Bajos, Francia o Alemania) a incluir las tecnologías cuánticas en sus agendas y ecosistemas de investigación.

Con el fin de contribuir a que la informática cuántica sea una realidad, un conjunto de investigadores y profesionales de la informática [entre los que se incluye el firmante de este artículo] propuso en el Manifiesto sobre la Ingeniería y la Programación del Software Cuántico, la implicación de todos: las empresas y los profesionales, identificando los proyectos que puedan beneficiarse de esta tecnología; los científicos, intentando resolver las cuestiones pendientes; los gobiernos apoyando la investigación y transferencia, y los académicos, considerando la informática cuántica en los currículos y planes de estudio. La computación cuántica ofrece la oportunidad de experimentar lo mismo que los pioneros de la informática en los años sesenta del siglo pasado y ser protagonistas de esta nueva era.

Fuente:https://elpais.com/tecnologia/2021-04-03/computacion-cuantica-un-salto-tan-grande-como-el-que-hubo-entre-el-abaco-y-la-informatica-actual.html

 

Facebooktwittergoogle_plusredditpinterestlinkedinmail