La revolución de la informática: Conoce sobre las computadoras cuánticas y sus avances

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Hace unas décadas, la primera computadora fue el boom de la tecnología, diversos científicos, físicos y la comunidad en general quedaban admirados de que un aparato de tal tamaño lograra procesar información y realizar funciones básicas. Años más tarde, la sofisticación de las PCs fue progresiva y eficiente, las computadoras lograban guardar información, realizar problemas matemáticos y permitir la comunicación. Con el advenimiento de la internet y el desarrollo del hardware y software se logró que las personas se comunicaran a grandes velocidades y la globalización sea ya un hecho inevitable. Esta fue una síntesis de la historia de la computadora y en la actualidad no se espera más de lo existente. Sin embargo, la informática tiene una nueva sorpresa, la computadora cuántica.

Pero ¿Qué es una computadora cuántica? Básicamente las computadoras cuánticas son una meta para los siguientes años que busca revolucionar la computación actual, a través de ellas se podrá procesar cantidades inimaginables de información y resolver problemas consideradas ante como inoperables, todo ello a una velocidad mucho más gigante que la computadora convencional.

En el siguiente post te contamos acerca de los avances de la computadora cuántica y en qué consiste.

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Primero ¿Qué es una computadora cuántica?

El término cuántico proviene de la Física Cuántica y se relaciona al estudio de la partículas más ínfimas (lee más aquí). La física cuántica aplicada a la computación busca acelerar su funcionamiento inclusive hasta 10 mil veces más ¿Pero esto es posible? La respuesta es afirmativa, esto se debe a que la física cuántica se relaciona estrechamente con pequeñas partículas que cumplan características como entrecruzamiento par, alta velocidad, alta seguridad, alta confiabilidad y exactitud. Todas estas permiten que la computadora cuántica sea una maravilla ante su actual oponente la computadora tradicional.

Las computadoras cuánticas son diseñadas para trabajar con bits cuánticos (qubits) a diferencia de los clásicos bits. Los qbuts tiene la capacidad de resolver grandes algoritmos que los bits actuales se demorarían millones de años en resolver.

 

Entonces ¿Cómo funciona?

En la física cuántica, las leyes de la física tradicional no existen, por ello muchas de las partículas pueden teletransportarse de un lugar a otro, pueden cambiar de lugar, estar en un mismo sitio y moverse a grandes velocidades. Entonces, lo que han logrado los científicos y los informáticos es imitar estas características y diseñar la computadora cuántica, con los qubits se ha logrado que estas manejen grandes cantidades de información que un simple bit no puede realizar. ¿Pero en qué se diferencian? Mientras que un bit solo pueden responder con dos fomas: 1 y 0; el qubit puede hacerlo de distintas formas, e incluso puede responder con ambos valores al mismo tiempo (estado de superposición).

Para que la computadora cuántica funcione no requiere de un disco duro ni de un hardware, solo requiere de una unidad de procesamiento absolutamente aislada de todo contacto para evitar el correcto funcionamiento de los átomos y su estado. Además debe encontrarse en -237 grados celsius o cero absoluto.

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Sin embargo ¿Existen problemas?

En la actualidad no existe la computadora cuántica ideal, sin embargo existen simuladores que ya han sido vendidos a grandes empresas y rinden increíblemente. No obstante, existen algunos problemas que la ciencia no ha sabido responder:

El más importante es el de la decoherencia cuántica, este fenómeno básicamente se podría explicar como el error de entrelazamiento cuántico, es decir, cuando una partícula no se relaciona con su par, sino con otra, ocasionando un problema que provocaría el colapso del programa. Entonces el verdadero problema radica en determinar el tiempo de corrección de este error, ya que tanto la decoherencia como la corrección se dan en nanosegundos.

Sin embargo, ahí radica otro problema, que es el de la escabilidad; que básicamente es la escasez de qubits necesarios para ejecutar una correcta corrección de errores.

¿Quiénes son los que invierten en la computación cuántica?

Si bien es cierto que solo hay computadoras cuánticas en centros de prueba, hay dos grandes quienes se encuentran interesadas en esta nueva tecnología. La empresa líder del buscador más usado a nivel mundial Google adquirió una computadora cuántica por 11 millones de dólares que contaban con 1000 qubits en el 2015, y posteriormente tiene como plan adquirir una de 2000 qubits en este 2017. y como han afirmado los líderes, estas computadoras serían 1 mil a 10 mil veces más rápido que las ordinarias.

Asimismo la NASA, también adquirió dos modelos en el 2015 y en el 2013 para realizar investigaciones, sus científicos aseguran que la computadora cuántica tiene diversas ventajas en la información logrando solucionar problemas incluso de economía, demografía, aerodinámica y pruebas nucleares sin necesidad de explosiones. Todo ello a través de la simulación.

Otras grandes que también se han interesado son IBM y Airbus, estas ya están invirtiendo en los estudios de la computación cuántica.

 

Pero ¿Cuáles son las primeras computadoras cuánticas?

Las primeras computadoras cuánticas han sido desarrolladas por la compañía D-Wave Systems, la empresa que en el 2015 y 2017 lanzó dos modelos de 1000 qubits y 2000 qubits respectivamente. El primero se denomina D-Wave 2x y fue impulsado por la NASA y la Asociación Universitaria de Investigación Espacial (Cabe recordar que la primera D-Wave fue lanzada antes, pero no dio los resultados esperados). La D-Wave 2x tiene la capacidad de procesar 600 veces más rápidas que una computadora normal y funciona en temperaturas muy bajas (15 mil milikelvin).

Recientemente la marca ha lanzado la D-Wave 2000Q que estará a la venta en los siguientes días y como lo dice su nombre cuenta con 2000 qubits. La computadora ya ha sido vendida a la empresa Temporal Defense Systems Inc. y se estima que fue por 15 millones de dólares.

Finalmente ¿Cuál será el futuro?

El campo de la computación cuántica ha dado grandes pasos y es un tópico donde diversas empresas multinacionales se ven interesadas, por ello, se provee que en pocos años la computación cuántica irá escalando mayores logros y sea utilizada por los principales estados europeos y norteamericanos. De esta forma, la tecnología no solo será veloz, sino cumplirá su principal rol: ser mucho más eficiente.

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