En la actualidad nos encontramos en plena era digital, donde la tecnología sobrepasa los límites, sin embargo, aún no lo hemos visto todo. En los últimos años, grandes empresas de tecnología como IBM, Microsoft, Intel, Google, entre otras, han trabajado sigilosamente sobre algo significativo como es la Computación Cuántica.
Sabes… ¿Qué es la Computación Cuántica?
Es una rama de la informática basada en los principios de la superposición de la materia y el entrelazamiento cuántico para desarrollar una computación distinta a la tradicional, el funcionamiento de un computador cuántico es muy parecido al de cualquier computador tradicional, se recibe información codificada en bits y se realizan operaciones sobre ellos siguiendo un algoritmo (cuántico) para resolver un problema; la gran diferencia está en que los bits cuánticos pueden estar en estados superpuestos, mientras que un bit habitual puede ser o 0 o 1, el bit cuántico puede estar en la superposición de 0 y 1 a la vez y se conoce como qubit.
¿Qué es un Qubit o también conocido como Cúbit?
Es la unidad mínima de la información cuántica, mientras que un bit entrega resultados binarios, es decir: 0 y 1. El qubit entrega resultados al mismo tiempo, el cual, permite más rapidez de procesamiento de datos. El qubit puede resolver más operaciones al mismo tiempo de forma simultánea e incluso realizar miles de combinaciones, rompiendo cualquier tipo de encriptación de manera instantánea.
Existen grandes cantidades de campos donde el qubit tendrá gran relevancia como la teletransportación de información cuántica en la tierra y en el espacio, las comunicaciones con seguridad y el inicio de big data a niveles inimaginables, siendo esto solo el comienzo de todo lo que se podrá lograr con el qubit.
¿Cómo nace la computación cuántica?
Surge en 1981, cuando Paul Benioff (Físico Estadounidense) expuso su teoría aplicando las leyes cuánticas en el mundo de la computación. En lugar de trabajar a nivel de voltajes eléctricos, se trabaja a nivel de cuanto (quantum).
En la computación tradicional, un bit sólo puede tomar dos valores: 0 o 1; en la computación cuántica intervienen las leyes de la mecánica cuántica, y la partícula puede estar en superposición coherente: puede ser 0, 1 y puede ser 1 y 0 a la vez, permitiendo que se puedan realizar varias operaciones a la vez, según el número de qubits.
Para hacernos una idea del gran avance, un computador cuántico de 30 qubits equivaldría a un procesador convencional de 10 teraflops, es decir, 10 millones de millones de operaciones en coma flotante por segundo.
El entorno ideal para el funcionamiento de un computador cuántico.
Estos supercomputadores son muy sensibles y necesitan condiciones muy precisas de presión, temperatura y aislamiento para funcionar sin problemas ni errores.
La relación de estas máquinas con partículas externas provoca fallos de medición y el borrado de las superposiciones de estados, por lo tanto, son computadores de mucho cuidado.
Una computadora cuántica necesita de una presión atmosférica casi inexistente, una temperatura ambiente próxima al cero absoluto (-273 °C) y aislarse del campo magnético terrestre para evitar que los átomos se muevan y colisionan entre sí, o interactúen con el entorno.
Estos sistemas funcionan durante intervalos muy cortos de tiempo, por lo que la información se termina perdiendo y no puede almacenarse, dificultando la recuperación de los datos.
Usos y beneficios de la computación cuántica.
La seguridad informática, la biomedicina y la economía son algunas de las áreas que podrían impactarse de manera positiva y en consecuencia traducirse en beneficios gracias a los alcances de la computación cuántica. Veamos:
Finanzas
Las empresas mejorarían mucho más sus carteras de inversión y optimizarían los sistemas por medio de modelos financieros complejos, la gestión de riesgos y detección de fraudes.
Salud
El desarrollo de nuevos medicamentos y tratamientos personalizados genéticamente, y también en la investigación del ADN a través de la simulación biomédica.
Ciberseguridad
La programación cuántica conlleva riesgos, pero también avances para la encriptación de datos. Esta técnica para el envío de información sensible utiliza señales luminosas para detectar cualquier intromisión que pueda afectar el sistema.
Transporte
Algunas compañías de transporte aéreo utilizan la computación cuántica para diseñar aviones más eficientes. Además, los qubits son empleados con avances notables en los sistemas de planificación del tráfico y la optimización de rutas aéreas (también ascenso – descenso).
Un conocido fabricante de autos (Volkswagen), simula la composición química de las baterías de los carros eléctricos, con el fin de optimizar su rendimiento.
Diferencias entre la computación cuántica y la tradicional
La computación cuántica y la tradicional son dos mundos paralelos con similitudes y numerosas diferencias entre sí como lo son:
La computación cuántica carece de un código propio para programar y recurre a la implementación de algoritmos muy específicos.
En cambio, la informática tradicional cuenta con lenguajes estandarizados como Java, SQL o Python, entre muchos otros.
Un computador cuántico no es una herramienta para uso cotidiano, como un computador personal. Estas supercomputadoras son tan complejas que solo se extienden en el ámbito corporativo, científico y tecnológico.
La composición de un computador cuántico es más sencilla que la de uno convencional, y no tiene memoria ni procesador. Estos equipos se encuentran limitados a un conjunto de qubits que sirven de base para su funcionamiento.
La computación cuántica es posible que sea el próximo gran avance en informática en principio limitado a las grandes empresas, estos computadores podrían iniciar una gran revolución llegando a lo que Google afirma sobre la supremacía cuántica, a partir de la cual los computadores cuánticos podrían resolver problemas para los que ni el supercomputador más grande tiene suficientes recursos.
