¿Qué es la Computación Cuántica?
La computación 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 el material en los niveles atómico y subatómico). Las computadoras que se usan hoy en día solo pueden codificar información en bits que toman el valor de 1 o 0, lo que restringe su capacidad.
La computación cuántica, por otro lado, usa bits cuánticos o qubits. Aprovecha la capacidad única de las partículas subatómicas que les permite existir en más de un estado (es decir, un 1 y un 0 al mismo tiempo).
Conclusiones 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 computadora normal, que puede ser 0 o 1, un qubit puede ser cualquiera de esos, o una superposición de 0 y 1.
- El poder de las computadoras cuánticas crece exponencialmente con más qubits.
- Esto es diferente a las computadoras clásicas, donde agregar más transistores solo agrega energía de manera lineal.
Entendiendo la Computación Cuántica
La superposición y el entrelazamiento son dos características de la física cuántica en las que se basan estas supercomputadoras. Esto permite a las computadoras cuánticas manejar operaciones a velocidades exponencialmente más altas que las computadoras convencionales y con un consumo de energía mucho menor.
El campo de la computación cuántica se inició en la década de 1980. Luego se descubrió que ciertos problemas computacionales podrían abordarse de manera más eficiente con algoritmos cuánticos que con sus contrapartes clásicas.
La computación cuántica podría contribuir enormemente en los campos de las finanzas, asuntos militares e inteligencia, diseño y descubrimiento de fármacos, diseño aeroespacial, servicios públicos (fusión nuclear), diseño de polímeros, aprendizaje automático e inteligencia artificial (IA) y búsqueda de Big Data, y fabricación digital.
Su tamaño de mercado potencial y proyectado ha involucrado a algunas de las empresas de tecnología más destacadas para trabajar en el campo de la computación cuántica, incluidas 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.
Computadora cuántica frente a computadora clásica
Las computadoras cuánticas procesan la información de manera diferente. Las computadoras clásicas usan transistores, que son 1 o 0. Las computadoras cuánticas usan qubits, que pueden ser 1 o 0 al mismo tiempo. El número de qubits unidos entre sí aumenta exponencialmente la potencia de la computación cuántica. Mientras tanto, conectar más transistores solo aumenta la potencia de forma lineal.
Las computadoras clásicas son las mejores para las tareas diarias que deben ser completadas por una computadora. Mientras tanto, las computadoras cuánticas son excelentes para ejecutar simulaciones y análisis de datos, como para ensayos químicos o de medicamentos. Sin embargo, estas computadoras deben mantenerse ultra frías. También son mucho más costosos y difíciles de construir.
Los avances de la computación clásica incluyen agregar memoria para acelerar las computadoras. Mientras tanto, las computadoras cuánticas ayudan a resolver problemas más complicados. Si bien es posible que las computadoras cuánticas no ejecuten Microsoft Word mejor o más rápido, pueden ejecutar problemas complejos más rápido.
Por ejemplo, la computadora cuántica de Google que está en desarrollo podría ayudar con muchos procesos, como acelerar la capacitación en aprendizaje automático o ayudar a crear baterías con mayor eficiencia energética.
La computación cuántica tiene otras aplicaciones, incluido el intercambio seguro de información. Otros métodos incluyen la lucha contra el cáncer y diversos problemas de salud, como el cáncer y el desarrollo de nuevos medicamentos. Además, las computadoras cuánticas 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 una computadora cuántica puede resolver un problema en minutos, mientras que una computadora clásica tomaría 10,000 años.
Ejemplo del mundo real de una computadora cuántica
Google (GOOG) está gastando miles de millones de dólares en su plan para construir su computadora cuántica para 2029. La compañía ha abierto un campus en California, llamado Google AI, para ayudarla 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 en la computación cuántica en los próximos años.
Si bien algunas empresas han construido computadoras cuánticas personales (aunque caras), todavía no hay nada disponible en el aspecto comercial. Y hay interés en la computación cuántica y su tecnología, con JPMorgan Chase y Visa investigando 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 una computadora cuántica. IBM planea tener una computadora cuántica de 1,000 quibits en su lugar para 2023. Por ahora, IBM permite el acceso a sus máquinas si son parte de su red cuántica. Los que forman parte de la red incluyen organizaciones de investigación, universidades y laboratorios.
Microsoft también ofrece a las empresas acceso a la tecnología cuántica a través de la plataforma Azure Quantum. Esto es diferente a Google, que no vende acceso a sus computadoras cuánticas.
Preguntas frecuentes sobre la computadora cuántica
¿Qué empresa se conocía como «Quantum Computer Services, Inc?»
America Online (AOL) se conocía anteriormente como Quantum Computer Services Inc. AOL comenzó como Quantum Computer Services en 1985. La empresa fue fundada por empleados de Control Video Corporation (CVC).
¿Cómo se construye una computadora cuántica?
Construir una computadora cuántica lleva mucho tiempo y es caro. Google ha estado trabajando en la construcción de una computadora cuántica durante años y ha gastado miles de millones de dólares. Google espera tener su computadora cuántica lista para 2029, aunque IBM espera tener una computadora cuántica de 1,000 quibits en su lugar para 2023.
¿Cuánto cuesta una computadora cuántica?
Para construir, las computadoras cuánticas todavía cuestan miles de millones. Sin embargo, Shenzhen SpinQ Technology, con sede en China, planea vender una computadora cuántica de escritorio de $ 5,000 a consumidores para escuelas y universidades. El año pasado, comenzó a vender una computadora cuántica por 50.000 dólares.
¿Qué tan rápida es una computadora cuántica?
Una computadora cuántica es muchas veces más rápida que una computadora clásica e incluso una supercomputadora. Se dice que la computadora cuántica de Google, Sycamore, realizó un cálculo en 200 segundos que una de las computadoras más rápidas del mundo, IBM’s Summit, tardaría 10,000 años en resolverse. IBM cuestiona esta afirmación, diciendo que tomaría 2.5 días, aún más de 1,000 veces más lento que la máquina cuántica de Google.
La línea de fondo
La computación cuántica es diferente de la computación clásica en cómo funciona y para qué se utiliza. La computación cuántica usa qubits, que pueden ser 1 o 0 al mismo tiempo, mientras que las computadoras clásicas usan transistores, que solo pueden ser 1 o 0. Como resultado, la computación cuántica es mucho más poderosa y puede usarse para análisis o simulaciones de big data. . Sin embargo, todavía no ha habido una computadora cuántica desarrollada comercialmente.
