Ya desde este preciso momento se vislumbra que las computadoras del futuro serán computadoras cuánticas, ya que las mayores empresas tecnológicas del mundo como Microsoft, Google, Intel o IBM se encuentran trabajando en proyectos de este tipo, e incluso esta última ya ha lanzado al mercado modelos de computadoras cuánticas con bastante éxito.

 

La computación cuántica tienen la particularidad de poder procesar datos a una velocidad que en la actualidad es impensable para la tecnología de los procesadores actuales, sin embargo, la computación cuántica es algo que al usuario promedio no le va a servir de mucho en forma directa. La computación cuántica no está pensada para mejorar a las computadoras actuales, o a cualquiera de sus componentes como el CPU o la tarjeta de video, y por lo tanto no nos podremos aprovechar de estos descubrimientos para mejorar nuestro hándicap en ningún juego.

 

 

La computación cuántica está diseñada con otros propósitos, y es muy distinta a la computación de la actualidad, es un verdadero cambio en el punto de vista en como los dispositivos procesan información y resuelven problemas, y si bien todavía no es una tecnología que pueda estar en las manos de los usuarios comunes, como dijimos, pronto estará entre nosotros encargándose de todo aquello que no podemos ver, como el home banking, la computación en la nube y todo lo demás.

 

 

Es por ello que la computación cuántica es tan importante para nuestro futuro, y no está de más aprender sobre ella para poder estar informados, lo que puede parecer complicado al principio, pero lo cierto es que conociendo las bases sobre las cuales fue creada la tecnología cuántica y sus objetivos, comprender su modo de funcionamiento y proceso se volverá una tarea sencilla, sobre todo con todos los datos que tenemos para ofrecerte en este artículo.

 

 

Qué son las tecnologías cuánticas?

 

 

Como sabemos, durante su evolución, la Humanidad fue desarrollando su tecnología y ciencia en base a sus necesidades y en cómo entendía el comportamiento y funcionamiento de la naturaleza que lo rodeaba. Conforme la historia pasaba, evolucionaba la tecnología y con ella también se abría una puerta hacia nuevos desafíos derivados de esos descubrimientos.

 

En este punto mismo estamos ante una de esas puertas, cuya llave es la computación cuántica, una tecnología que se basa en la manipulación de los más pequeños elementos del mundo físico para formarlos, encarrilarlos y que hagan lo que nosotros pretendemos. Una tarea increíblemente compleja que sin embargo ya se encuentra trabajando para nosotros, y evolucionando con cada minuto que pasa.

 

Del mundo cuántico derivan muchas otras tecnologías diferentes, llamadas “Tecnologías cuánticas”, las cuales básicamente se definen por tener propiedades cuánticas de naturaleza subatómica como la superposición cuántica y el entrelazamiento cuántico como base. Entre ellas la computación cuántica, la que nos ocupa en este artículo.

 

En este sentido, debemos entender que las primeras ideas sobre tecnologías cuánticas se dieron entre los primeros años del siglo XX, más específicamente entre los años 1900 y 1930, cuando los estudios realizados sobre algunos fenómenos físicos que todavía no eran comprendidos en su totalidad dieron espacio a una nueva perspectiva: la Mecánica Cuántica.

 

En forma más concreta, los orígenes de la mecánica cuántica se remontan hasta 1925, cuando Edwin Schrödinger desarrolló la ecuación de onda, la que describe la evolución temporal de una partícula cuántica.

 

En forma básica, esta mecánica cuántica describe lo que sucede en el mundo de las moléculas, átomos y electrones, y debido a esos estudios y teorías no sólo se pudieron explicar esos fenómenos desconocidos, sino que además se abrió una puerta a un mundo subatómico que era necesario entender para aprovechar.

 

Gracias a que logramos entender el funcionamiento de este mundo microscópico de moléculas, átomos y electrones a través de la Mecánica Cuántica y las tecnologías derivadas de ella, nos permitió tener un panorama mucho más amplio del que solíamos tener, y nos facilitó la tarea de mejorar el modo de vida de la Humanidad toda, como por ejemplo el transistor, un componente electrónico fundamental para el desarrollo de procesadores y microprocesadores que permitieron que nuestros dispositivos fueran más pequeños, estables y seguros, fue posible gracias a poder comprender como se comportan los electrones en materiales conductores y semiconductores.

 

Otro ejemplo más que claro de cómo la mecánica cuántica es el origen de muchas de las tecnologías de las que disfrutamos hoy es el Laser, que no sería posible sin que Albert Einstein sentara en 1917 las bases de la emisión estimulada, usando para ello la teoría cuántica de la radiación.

 

También como un buen ejemplo de hacia dónde nos llevaron las teorías cuánticas, podemos nombrar los anillos SQUID, los cuales fueron presentados en 1967 y que son básicamente sensores que son capaces de detectar hasta incluso al campo magnético de nuestro cerebro. Estos funcionan basándose en que la corriente eléctrica es capaz de fluir, sin aplicar ningún tipo de voltaje, entre dos superconductores a corta distancia, que nos remite a la magnetoencefalografía y a diversos campos en la salud.

 

En la actualidad nos encontramos en un punto en donde las tecnologías cuánticas están tomando cada vez más espacio, y con el tiempo irán reemplazando a las antiguas tecnologías digitales para dejarlas atrás para siempre.

 

Las tecnologías cuánticas se utilizan en diversos y amplios campos como la simulación cuántica, las comunicaciones, la seguridad, la computación cuántica, el objetivo principal de este artículo, la tecnología del blockchain, la óptica cuántica, la metrología cuántica, los relojes cuánticos, los sensores cuánticos, la realidad aumentada y la realidad virtual, la inteligencia artificial, IOT, más conocida como “Internet de las cosas”, y en un sinfín de implementaciones menos espectaculares pero que sin duda cambiarán la forma en que tenemos de ver las cosas, como por ejemplo los vehículos autónomos, las impresoras 3D, drones y otras.

 

Todas estas tecnologías derivadas de las leyes cuánticas fueron diseñadas con el propósito de mejorar nuestra calidad de vida, y en un determinado punto las tecnologías cuánticas como la computación cuántica, están destinadas a combinarse, creando de este modo un mundo que ni en nuestros más alocados pensamientos podíamos soñar.

 

 

 

La computadora cuántica

 

Las computadoras cuánticas, como su nombre lo indica, se aprovechan de las propiedades cuánticas de ciertos elementos como la superposición y el entrelazamiento para poder ejecutar algoritmos cuánticos, usando los llamados qubits, que nos permiten alcanzar capacidades de procesamiento mucho más altas que todo lo visto hasta ahora.

 

Sin embargo, es errado pensar que las computadoras cuánticas hacen lo mismo que las computadoras digitales pero mucho más rápido. El verdadero propósito de un sistema cuántico como este es resolver operaciones a través de los llamados algoritmos cuánticos, de los cuales hablaremos más adelante, de manera mucho más eficiente. Es decir que para poder tener una computara cuántica para jugar Minecraft vamos a tener que esperar mucho tiempo.

 

Para entender esto, nada mejor que un ejemplo. En este necesitamos que una computadora digital calcule la ruta más viable para llegar a un destino cualquiera entre 1000 alternativas. En este caso, la computadora digital necesitará repetir el proceso de cálculo 1000 veces hasta encontrar la ruta más directa.

 

En cambio una computadora cuántica, gracias al proceso llamado “Paralelismo cuántico”, es capaz de analizar todas las alternativas a la vez, ahorrando una considerable cantidad de tiempo. Esta capacidad hace que las computadoras cuánticas tengan una relevancia tan importante en el mundo actual, ya que si se consigue más poder de cómputo podremos obtener más beneficios.

 

En este sentido, ya existen algunas soluciones basadas en la computación cuántica, sobre todo en el ámbito de la investigación científica, sin embargo existen algunas aplicaciones de computadoras cuánticas en el mercado comercial, como las ofrecidas por IBM con su System One.

 

Sin embargo, la computadora cuántica por el momento no podrán remplazar a las computadoras digitales, sino que son dos tecnologías que se complementarán y cooperarán juntas por muchos años.

 

 

 

 

Para que sirven las computadoras cuánticas

 

 

Las computadoras dejaron hace años de ser sueños sobre un papel, en la actualidad existen computadoras cuánticas en funcionamiento y la mayoría de los gobiernos y las empresas de alta tecnología están envueltas en el desarrollo de este tipo de tecnología, ya que han demostrado con creces que una vez que se hayan instalado a todos los niveles, estas computadoras cuánticas revolucionarán la forma en cómo diversos sectores tales como la economía, la industria, la investigación y los negocios se desarrollen y crezcan, ofreciendo, gracias a la gran capacidad de cómputo de estas computadoras cuánticas mejores y más sofisticados servicios a sus clientes.

 

 

En este sentido, lo que prometen las computadoras cuánticas es superar la capacidad de procesamiento de las computadoras actuales con el objetivo de resolver problemas y situaciones que no es posible solucionar con las computadoras digitales. Sin embargo, esta es una tarea en extremo difícil, ya que una computadora cuántica no se parece en nada a una computadora como las que conocemos los usuarios, y plantea importantes desafíos.

 

 

Una computadora cuántica no funciona de igual modo que una computadora digital, ya que no cuenta con ninguno de los elementos a los cuales nos hemos acostumbrado a usar, es decir que no tienen memoria ni disco duro. Básicamente la computación cuántica consiste en almacenar información en los llamados estados cuánticos de la materia y utilizar operaciones de puertas cuánticas para poder llevar a cabo el proceso de esta información almacenada.

 

 

Para que esto suceda debemos aprender a programar la interferencia cuántica. En este sentido, debemos desarrollar los llamados algoritmos cuánticos que utilicen las ya mencionadas particularidades del entrelazamiento y la superposición, lo que nos permitirá sacar todo el potencial de estas computadoras cuánticas con el fin de solucionar cálculos muy complejos que hoy están lejos del alcance de las computadoras digitales, como por ejemplo calcular la configuración de moléculas con un gran número de electrones, situaciones en las que los algoritmos de la computación clásica fracasan.

 

 

Si bien se están llevando a cabo todo tipo de pruebas, e incluso como mencionamos más arriba ya existen computadoras cuánticas comerciales como la IBM System One, por el momento se ignora todo el potencial que este tipo de tecnología puede alcanzar. Sin embargo, lo que se ha visto es suficiente para que muchas empresas comenzarán a invertir en su investigación y desarrollo.

 

 

Las áreas de la industria y la investigación que más han contribuido al desarrollo de la tecnología cuántica son por ejemplo la industria química para fármacos y materiales, las empresas petroleras para el desarrollo de nuevos materiales, la automotriz para el desarrollo de nuevos materiales que permitan mejorar las producciones y los vehículos, la industria de la seguridad y la logística, entre muchas otras.

 

Algunas de las empresas tecnológicas que investigan las computadoras cuánticas son por ejemplo Microsoft, Alibaba, Tencent, Nokia, Airbus, HP, AT&T, Toshiba, Mitsubishi, SK Telecom, Thor, Lockheed Martin, Righetti, Biogen y Volkswagen.

 

 

El caso es que la computación cuántica permite llevar el desarrollo de la inteligencia artificial mucho más allá de lo que imaginamos, y en un futuro no muy lejano, todo se moverá a través de grandes centros de AI, y los principales actores de la economía mundial no quieren quedar fuera de esta revolución tecnológica.

 

 

Algunos de los principales motivos por los cuales las computadoras cuánticas todavía no son una realidad para todos los usuarios, son que además de ser muy difíciles de desarrollar, también lo son de construir, ubicar físicamente y programar, y sobre todo no existe presupuesto que pueda abarcar la compra de una computadora cuántica.

 

Es por ello que las computadoras cuánticas tienen un nicho de mercado proyectado ubicado en el mismo lugar que hoy ocupan las supercomputadoras. Si bien como mencionamos IBM ya tiene en el mercado una computadora cuántica, como así también D-Wave y otras empresas, lo cierto es que se trata sólo de la punta del iceberg, ya que los expertos indican que las primeras computadoras comerciales cuánticas de uso general aparecerán en el mercado hacia la tercera o cuarta década del siglo XXI, con computadoras cuánticas que sean capaces de superar por lo menos los 1000 qubits.

 

 

 

 

 

 

 

 

Fuente:tecnologia-informatica.com