Debido en gran parte a empresas como Honeywell, IBM, Google e Intel, la computación cuántica ha experimentado un extraordinario crecimiento e interés en los dos últimos años.
Nuevas empresas emergentes como IonQ y Rigetti también han entrado en escena para contribuir al progreso de la tecnología.
Aunque el campo aún está en rápida expansión, se han logrado importantes avances ya que las organizaciones han utilizado el potencial de la computación cuántica para ayudar en la investigación y el desarrollo en las industrias farmacéutica y química, la mitigación de riesgos en la industria financiera y la ciberseguridad en una variedad de industrias.
El año 2021 fue un punto de inflexión para la informática cuántica. IBM desveló el procesador Eagle de 127 qubits, afirmando que sería capaz de proporcionar una “ventaja cuántica” en 2023.
Google tuvo un año más tranquilo en cuanto a la proclamación de su “supremacía cuántica”, pero sí estableció un rumbo claro para su próxima década cuántica, centrándose en el desarrollo de una tecnología de procesadores de computación cuántica que supere a la computación clásica, incluidos los superordenadores.
La empresa también se ha centrado en mejorar la corrección de errores y en desarrollar quits lógicos que permitan conservar un estado libre de errores durante más tiempo.
Las computadoras tradicionales han aumentado su potencia de forma espectacular a lo largo del siglo pasado, pero siguen siendo esencialmente copias más rápidas de las calculadoras electrónicas más básicas en su núcleo. Sólo pueden procesar un “bit” de datos a la vez, representado por un 1 o un 0 binario.
La computación cuántica utiliza fenómenos extraños a nivel subatómico, como el entrelazamiento cuántico, la tunelización cuántica y la aparente capacidad de las partículas cuánticas de existir en varios estados simultáneamente.
Se ha demostrado que utilizando estas tecnologías; es concebible diseñar máquinas que puedan funcionar cientos de millones de veces más rápido que los procesadores más rápidos de la actualidad.
Los investigadores de Google, que revelaron este año que habían llevado a cabo el primer cálculo del mundo utilizando ordenadores cuánticos que sería imposible de terminar en máquinas no cuánticas, han predicho que la Ley de Moore se hará añicos. La Ley de Moore, establecida en 1965, afirma que la potencia de cálculo se duplica cada dos años.
Considere la técnica de encriptación RSA de 2048 bits, que se utiliza actualmente para salvaguardar el tráfico de Internet y los datos más sensibles que intercambian las empresas y los gobiernos, para ilustrar este aumento de potencia.
No es más que un algoritmo, y al igual que debe ser descifrado con una clave, también puede ser descifrado por fuerza bruta.
Actualmente se calcula que forzar o “adivinar” por la fuerza bruta una pieza de información cifrada con RSA de 2048 bits llevaría millones de años en los ordenadores generalmente disponibles. Sin embargo, los ordenadores cuánticos han demostrado recientemente que pueden completar la tarea en menos de ocho horas.
Los ordenadores cuánticos procesan los datos utilizando “bits cuánticos”, también conocidos como qubits, en lugar de los tradicionales bits binarios.
El hecho de que los qubits parezcan capaces de residir en los estados 1 y 0 simultáneamente es crucial para su potencia. Los ordenadores cuánticos más potentes de hoy en día, accesibles comercialmente, producen aproximadamente 50 qubits, pero la hipotética máquina necesaria para descifrar RSA de 2048 bits en ocho horas requeriría unos 20 millones.
Si eso parece un gran salto, considere que, en los últimos 60 años, la potencia de los ordenadores más modernos se ha multiplicado por un billón.
Más allá de eso, este auténtico salto cuántico en la cantidad de potencia de cálculo disponible para los humanos tiene consecuencias enormemente beneficiosas.
Aunque es probable que la computación binaria convencional sea suficiente para muchas de las tareas que realizamos en los ordenadores en breve, la computación cuántica, incomprensiblemente rápida, tendrá probablemente una amplia gama de aplicaciones en campos como la inteligencia artificial y la descodificación de estructuras complejas como los datos genómicos.
La mayoría de los expertos coinciden en que la informática cuántica utilizable tardará mucho tiempo en formar parte de la vida cotidiana.
Sin embargo, los grandes gigantes de la informática, como Google, IBM e Intel, ya han puesto a disposición plataformas que permiten a todo el mundo experimentar y beneficiarse de estas primeras exploraciones de la arquitectura subatómica.
Incluso si no se tiene en cuenta la computación cuántica, la potencia de los procesadores informáticos ordinarios seguirá creciendo a un ritmo vertiginoso, como lo ha hecho durante el último medio siglo.
Además de la computación cuántica, se están desarrollando otras tecnologías que podrían permitirnos construir pronto máquinas mucho más potentes.
Un ordenador convencional puede predecir las consecuencias del plegado de las proteínas, pero la informática cuántica puede acelerar el proceso reduciendo drásticamente la cantidad de energía necesaria.
Los investigadores de Volkswagen emplearon enfoques cuánticos para modelar el flujo de tráfico en los centros de las ciudades, una tarea enormemente difícil que resulta muy acertada con la tecnología actual.
Esto no es sorprendente, dado que una simulación con sólo 270 variables de encendido o apagado arroja más resultados posibles que átomos hay en el universo.
La computación cuántica tiene el potencial de mejorar enormemente la eficacia de casi todo tipo de modelización sofisticada.
Nuestra capacidad para modelar sistemas meteorológicos complejos, por ejemplo, es esencial para la previsión del tiempo.
Los ordenadores cuánticos, según la Oficina Meteorológica del Reino Unido, pueden realizar una modelización mucho más avanzada de lo que se puede conseguir ahora y son una de las opciones que se están examinando para desarrollar sistemas de previsión de próxima generación.
Los mercados financieros globales, el plegado de proteínas y la meteorología se encuentran entre los sistemas más complicados.
Incluso los algoritmos de aprendizaje automático más sofisticados que se ejecutan en la arquitectura informática tradicional son ahora incapaces de comprender plenamente los movimientos de los mercados bursátiles, las divisas y los precios de las materias primas.
La política mundial, la economía local, las tendencias de los consumidores, los avances científicos, las transformaciones sociales, las guerras, las catástrofes naturales y los tweets de los famosos repercuten en los precios.
Probablemente, el impacto de todo este caos en instituciones estructuradas y fabricadas como los mercados nunca se calculará adecuadamente.
Por otra parte, el aumento de los recursos de procesamiento disponibles para analizar los datos y desarrollar modelos simulados dará lugar, casi con toda seguridad, a una mejora de las previsiones.
Podría mejorar enormemente nuestra capacidad para reconocer y combatir la actividad fraudulenta entre los miles de transacciones que procesan los grandes bancos y proveedores de pagos cada segundo de cada día y desarrollar una inteligencia artificial superior capaz de predecir y reaccionar ante los movimientos de los volátiles mercados financieros. También puede hacer que la calificación crediticia sea mucho más fiable y justa.
Dado que se considera que la computación cuántica tiene un enorme potencial para generar nuevos enfoques de reconocimiento y optimización de patrones, quien sea el primero en emplear con éxito estos innovadores métodos informáticos en las finanzas u otros campos complejos y lucrativos, podría ganar mucho dinero.
Uno de los problemas más importantes creados por la introducción de estas nuevas clases de procesadores informáticos es que, con frecuencia, requerirán un software que haya sido construido adecuadamente para funcionar con ellos.
Es muy dudoso que pueda enchufar una CPU de potencia cuántica o nano fotónica en su ordenador portátil y esperar que le dé un empujón a su ordenador con Windows. En los últimos años, hemos visto cómo la tendencia a aumentar la velocidad de reloj de las CPU ha dado paso a los diseños multinúcleo en la informática tradicional.
Un mayor número de núcleos en los procesadores les permite realizar más tareas simultáneamente, lo que se traduce en un aumento significativo de la velocidad, pero sólo cuando se utiliza un software especialmente desarrollado para ello.
Tendremos que generar una nueva arquitectura de software antes de poder construir herramientas y aplicaciones que aprovechen al máximo las nuevas y exóticas capacidades de procesamiento de datos.
Si los programadores de software quieren realmente comprender lo que están haciendo, puede que tengan que volver a las raíces para dominar un conjunto de habilidades completamente nuevo y educarse con una base completa en la física cuántica.
Suponga que quiere ir más allá de lo que ahora es concebible con los aproximadamente 50 qubits de potencia que dan estos servicios. En ese caso, se encontrará con el problema de que la cuántica es increíblemente cara y difícil de implementar a nivel tecnológico.
Esto se debe a que, para ser medidas, las partículas subatómicas deben estar lo más cerca posible de un estado estacionario.
Actualmente, sólo las organizaciones e instituciones más avanzadas y bien financiadas del mundo pueden hacerlo. Sin embargo, a medida que crezca el conocimiento de la tecnología y surjan más oportunidades de negocio, es probable que esto cambie.
Si quiere aprovechar esta tendencia, tendrá que averiguar dónde es probable que el aumento de la potencia de procesamiento aporte nuevas oportunidades de innovación y liderazgo, en lugar de limitarse a “más de lo mismo, pero más rápido”.
Es poco probable que la computación cuántica tenga un impacto significativo en nuestra vida cotidiana durante algún tiempo. Aunque las aplicaciones cotidianas realmente útiles de la computación cuántica están al menos a una década de distancia, se prevé que sea tan revolucionaria que los desarrolladores e ingenieros con miras al futuro ya se están preparando para su impacto.
Si usted trabaja en un campo que incluye la simulación, el modelado y la predicción de sistemas complejos y caóticos, como la banca, las medicinas o la seguridad de la información, el día en que se sienta su impacto puede no estar muy lejos.
Esto es particularmente evidente en el campo de la criptografía. Ya se están dedicando muchos esfuerzos a desarrollar algoritmos seguros para la cuántica, con el fin de que la transmisión y el procesamiento de datos sean seguros cuando llegue la era cuántica.
Aunque es poco probable que a la mayoría de nosotros nos importe que la información sensible que transmitimos en línea, como los datos de nuestra tarjeta de crédito, sea descifrada dentro de 20 años, los gobiernos y las empresas se enfrentan ahora a una importante preocupación en materia de seguridad.
Es posible que se requiera que la información presentada hoy se mantenga confidencial durante más tiempo.
Comprender las limitaciones de los sistemas clásicos existentes -el punto en el que los sistemas con los que se trabaja se vuelven demasiado complicados para predecirlos- puede ayudar a una empresa u organización a determinar dónde los modelos de procesamiento cuántico o de otro tipo avanzado podrían ser un buen ajuste o incluso una necesidad en el futuro.
Fuente: Sebastián Meléndez
Coach Ejecutivo Alto Desempeño IFM Global
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