Qué es la computación cuántica?
La informática cuántica es un área de la computación centrada en el desarrollo de tecnología informática basada en los principios de la teoría cuántica (que explica el comportamiento de la energía y la materia a nivel atómico y subatómico). Los ordenadores actuales sólo pueden codificar la información en bits que toman el valor de 1 o 0, lo que restringe su capacidad.
La computación cuántica, por su parte, utiliza bits cuánticos o qubits. Aprovecha la capacidad única de las partículas subatómicas que les permite existir en más de un estado (i.e., a 1 y a 0 al mismo tiempo).
Puntos clave
- La computación cuántica es el estudio de cómo utilizar los fenómenos de la física cuántica para crear nuevas formas de computación.
- La computación cuántica se compone de qubits.
- A diferencia de un bit de ordenador normal, que puede ser 0 o 1, un qubit puede ser cualquiera de ellos, o una superposición de 0 y 1.
- La potencia de los ordenadores cuánticos crece exponencialmente con más qubits.
- A diferencia de los ordenadores clásicos, en los que la adición de más transistores sólo añade potencia linealmente.
Entender la computación cuántica
La superposición y el entrelazamiento son dos características de la física cuántica en las que se basan estos superordenadores. Esto permite a los ordenadores cuánticos realizar operaciones a velocidades exponencialmente superiores a las de los ordenadores convencionales y con un consumo de energía mucho menor.
El campo de la computación cuántica comenzó en la década de 1980. Se descubrió entonces que ciertos problemas computacionales podían abordarse de forma más eficiente con algoritmos cuánticos que con sus homólogos clásicos.
La computación cuántica podría contribuir en gran medida en los campos de las finanzas, los asuntos militares y la inteligencia, el diseño y el descubrimiento de fármacos, el diseño aeroespacial, los servicios públicos (fusión nuclear), el diseño de polímeros, el aprendizaje automático y la inteligencia artificial (IA) y la búsqueda de Big Data, y la fabricación digital.
Su potencial y el tamaño proyectado del mercado han atraído a algunas de las empresas tecnológicas más destacadas que trabajan en el campo de la computación cuántica, como IBM, Microsoft, Google, D-Waves Systems, Alibaba, Nokia, Intel, Airbus, HP, Toshiba, Mitsubishi, SK Telecom, NEC, Raytheon, Lockheed Martin, Rigetti, Biogen, Volkswagen y Amgen.
40%
Porcentaje de grandes empresas que planean crear iniciativas en torno a la computación cuántica para 2025, según Gartner.
Ordenador cuántico frente a. Ordenador clásico
Los ordenadores cuánticos procesan la información de forma diferente. Los ordenadores clásicos utilizan transistores, que son 1 o 0. Los ordenadores cuánticos utilizan qubits, que pueden ser 1 o 0 al mismo tiempo. El número de qubits enlazados aumenta exponencialmente la potencia de la computación cuántica. Mientras tanto, unir más transistores sólo aumenta la potencia linealmente.
Los ordenadores clásicos son mejores para las tareas cotidianas que debe realizar un ordenador. Mientras tanto, los ordenadores cuánticos son geniales para ejecutar simulaciones y análisis de datos, como para ensayos químicos o de medicamentos. Sin embargo, estos ordenadores deben mantenerse en ultrafiltración. También son mucho más caros y difíciles de construir.
Los avances informáticos clásicos incluyen la adición de memoria para acelerar los ordenadores. Mientras tanto, los ordenadores cuánticos ayudan a resolver problemas más complicados. Aunque los ordenadores cuánticos no ejecuten mejor o más rápido el Microsoft Word, pueden ejecutar problemas complejos con mayor rapidez.
Por ejemplo, el ordenador cuántico de Google que está en desarrollo podría ayudar en muchos procesos, como acelerar el entrenamiento de aprendizaje automático o ayudar a crear baterías más eficientes energéticamente.
La computación cuántica tiene otras aplicaciones, como compartir información de forma segura. Otros métodos incluyen la lucha contra el cáncer y diversos problemas de salud, como el desarrollo de nuevos medicamentos. Además, los ordenadores cuánticos pueden ayudar a mejorar los radares y su capacidad para detectar cosas como misiles y aviones. Otras áreas incluyen el medio ambiente y el uso de la computación cuántica para mantener el agua limpia con sensores químicos.
Google, en 2019, demostró que un ordenador cuántico puede resolver un problema en minutos, mientras que un ordenador clásico tardaría 10.000 años.
Ejemplo del mundo real de un ordenador cuántico
Google (GOOG) está gastando miles de millones de dólares en su plan para construir su ordenador cuántico para 2029. La empresa ha abierto un campus en California, llamado Google AI, para ayudarle a cumplir su objetivo. Google lleva años invirtiendo en esta tecnología. También lo han hecho otras empresas, como Honeywell International (HON) e International Business Machine (IBM). IBM espera alcanzar importantes hitos de la computación cuántica en los próximos años.
Aunque algunas empresas han construido ordenadores cuánticos personales (aunque caros), todavía no hay nada disponible en el ámbito comercial. Y hay interés en la computación cuántica y su tecnología, con JPMorgan Chase y Visa estudiando la tecnología. Una vez desarrollado, Google podría lanzar un servicio de computación cuántica a través de la nube.
Las empresas también pueden acceder a la tecnología cuántica sin tener que construir un ordenador cuántico. IBM planea tener un ordenador cuántico de 1.000 quibits en 2023. Por ahora, IBM permite el acceso a sus máquinas si forman parte de su Red Cuántica. Entre los que forman parte de la red se encuentran organizaciones de investigación, universidades y laboratorios.
Microsoft también ofrece a las empresas acceso a la tecnología cuántica a través de la plataforma Azure Quantum. A diferencia de Google, que no vende el acceso a sus ordenadores cuánticos.
Preguntas frecuentes sobre los ordenadores cuánticos
Qué empresa era conocida como "Quantum Computer Services, Inc?”
America Online (AOL) era conocida anteriormente como Quantum Computer Services Inc. AOL comenzó como Quantum Computer Services en 1985. La empresa fue creada por empleados de Control Video Corporation (CVC).
Cómo se construye un ordenador cuántico?
Construir un ordenador cuántico lleva mucho tiempo y es caro. Google lleva años trabajando en la construcción de un ordenador cuántico y ha gastado miles de millones de dólares. Google espera tener listo su ordenador cuántico en 2029, aunque IBM espera tener un ordenador cuántico de 1.000 quibits en 2023.
Cuánto cuesta un ordenador cuántico?
Construir ordenadores cuánticos sigue costando miles de millones. Sin embargo, la empresa china SpinQ Technology planea vender a los consumidores un ordenador cuántico de sobremesa de 5.000 dólares para escuelas y universidades. El año pasado empezó a vender un ordenador cuántico por 50.000 dólares.
¿Qué velocidad tiene un ordenador cuántico??
Un ordenador cuántico es muchas veces más rápido que un ordenador clásico e incluso que un superordenador. Se dice que el ordenador cuántico de Google, Sycamore, ha realizado en 200 segundos un cálculo que uno de los ordenadores más rápidos del mundo, el Summit de IBM, tardaría 10.000 años en resolver. IBM cuestiona esta afirmación, diciendo que tardaría 2.5 días: todavía es más de 1.000 veces más lento que la máquina cuántica de Google.
El resultado final
La computación cuántica se diferencia de la clásica en su funcionamiento y en su uso. La computación cuántica utiliza qubits, que pueden ser 1 ó 0 al mismo tiempo, mientras que los ordenadores clásicos utilizan transistores, que sólo pueden ser 1 ó 0. Como resultado, la computación cuántica es mucho más potente y puede utilizarse para el análisis de big data o las simulaciones. Sin embargo, aún no existe un ordenador cuántico desarrollado comercialmente.
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