¿Qué es la computación cuántica?

Mucho se habla respecto a que la computación cuántica va a cambiar el mundo, pero, ¿cuánto conoces sobre este tema, de qué se trata y cuál podría ser su impacto en el mundo? Si todas estas preguntas llaman tu atención, ¡no dejes de leer hasta el final!

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Para comenzar a entender qué es la computación cuántica, es necesario remitirse a los principios de la mecánica y la física cuántica, ciencia que expone que las partículas pueden actuar en dos estados diferentes al mismo tiempo.

Tomando ese principio como punto de partida, la característica principal de las computadoras cuánticas, es que utilizan el bit cuántico o cúbit como su unidad de procesamiento de información. Este bit cuántico tiene la particularidad de poder actuar en diferentes estados de manera simultánea, tal cual sucede con las partículas en la física cuántica.

Mientras que las computadoras tradicionales, o también llamadas binarias, usan el bit como su unidad de información, el cual solo es capaz de tomar 2 valores: 0 y 1, el cúbit puede ser 0 y 1 o, también, ambos al mismo tiempo. 

Debido al uso de cúbits, las computadoras cuánticas tienen la capacidad de realizar determinadas operaciones y tareas de manera mucho más eficiente e incluso imposibles para las computadoras clásicas. En esta línea, es que el desarrollo de la computación cuántica adquiere relevancia, porque va a poder resolver problemas complejos que las computadoras tradicionales son incapaces de abordar.

Principales características del cúbit

El punto fundamental para aprender qué es la computación cuántica, es entender la relevancia del cúbit, que es la unidad de información que causa su éxito. Esta unidad tiene tres características determinantes, a saber:

• Superposición: un cúbit puede ser 0 o 1, pero además también puede ser 0 y 1 a la vez, o cualquier valor intermedio entre 0 y 1. Es decir, un cúbit puede tomar múltiples valores en paralelo, las posibilidades son ilimitadas.
• Entrelazamiento: dos o más cúbits pueden conectar sus estados entre sí, y, cuando el estado de uno de ellos cambia, lo puede comunicar a los demás para que también cambien.
• Interferencia: un cúbit puede interferir en el estado de otro, ya sea potenciándolo o anulándolo. La característica de interferencia es uno de los principales desafíos de la computación cuántica, ya que hay que tenerla bien controlada para evitar que entregue datos erróneos. 

Gracias a estas cualidades del cúbit, la computación cuántica tiene la capacidad de realizar muchísimas más operaciones en una porción pequeña de tiempo, debido a que se pueden realizar en simultáneo, es decir, no hay que esperar a que un proceso finalice para poder comenzar con otro.

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¿Para qué sirve la computación cuántica?

Tal como se anticipó más arriba, la computación cuántica puede ser capaz de dar respuestas a problemas altamente complejos, que las computadoras tradicionales están realmente muy lejos de poder realizar. Sirve para dar soporte en investigaciones de áreas cómo medicina, farmacología, genómica, química, física, matemáticas, entre tantas otras.

Dos de los usos más destacados de las computadoras cuánticas, son:

Simulaciones

Tienen la capacidad de efectuar simulaciones para investigaciones específicas y complejas de manera ágil y precisa.

Optimizaciones

Sirven para dar soluciones y respuestas convenientes, por su capacidad de encontrar y definir la mejor opción entre diversas posibilidades.

Por ejemplo, en una investigación para crear un nuevo medicamento, se podrían hacer tantas simulaciones como sean necesarias, para descubrir cuáles son las combinaciones más óptimas y que darían mejores resultados, entre las múltiples opciones barajadas. Todo este proceso, que llevaría meses o años, se podría resolver quizás en solo días con la computación cuántica. 

Por otro lado, la computación cuántica también va a contribuir en la evolución y desarrollo de la inteligencia artificial, ya que permitirá acelerar el entrenamiento de los modelos de aprendizaje, a la vez que se podrá hacer de manera más optimizada.

Sin dudas, a medida que pase el tiempo y la computación cuántica siga avanzando, se irán encontrando muchísimas más usos concretos que serán útiles para la humanidad en general.

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Desafíos de la computación cuántica

Más allá de los múltiples beneficios que posee la computación cuántica, hay algunos desafíos que todavía le quedan por sortear, para poder estar seguros de que su empleo y aplicación tenga los resultados esperados. Aquí mencionamos algunos de esos desafíos:

• Ciberseguridad y criptografía cuántica. Es indispensable considerar y estudiar cuáles pueden ser las amenazas que puede conllevar el uso de esta herramienta, que si bien revoluciona el mundo de la informática y computación, puede traer consigo nuevos problemas de seguridad, debido a que se podrían descifrar códigos y contraseñas en cuestión de segundos. 
• Disponibilidad y accesibilidad. Es un instrumento que difícilmente esté disponible para cualquier persona, más bien al contrario, solo un pequeño porcentaje de la población podrá acceder a una computadora cuántica, no solo por sus elevados costos y aplicaciones específicos, sino porque también deben utilizarse en un ambiente frío, de -240 °C. De momento, solo grandes compañías como IBM, Google, Microsoft, entre algunas más, tienen acceso a computadoras cuánticas.
• Errores cuánticos. Los cúbits son muy sensibles a su entorno, lo cual puede llevar a que se produzcan errores cuánticos, ya que cuando un cúbit se modifica, afecta a los demás, y ese cambio de estado se acarrea durante todo el proceso. Por tanto, si se produjo un error en algún punto del procesamiento de información, los datos que se obtengan muy probablemente tengan errores. 

Al igual que sucede con los usos de la computación cuántica, entendemos que mientras esta herramienta siga evolucionando, a medida que se vayan resolviendo algunos de los desafíos actuales, irán apareciendo nuevos. Es un proceso en evolución contante.

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Conclusiones

Para cerrar este escrito sobre qué es la computación cuántica, nos parece importante destacar que, sin dudas, su aparición revolucionó el mundo de la informática y es algo que llegó para quedarse.

Queda un largo camino por recorrer para poder saber realmente cuál va a ser su impacto concreto, todos los campos de aplicación que podrá tener, junto con los beneficios para la humanidad, pero su descubrimiento ya marcó un antes y un después respecto a cómo conocemos la computación e informática.

Lo que sí queda claro, es que, al menos por el momento, solo grandes líderes informáticos accederán a este tipo de computadoras, para realizar ensayos, investigaciones, estudios, etc. Confiamos en que sus usos y aplicaciones futuras sean siempre con principios positivos para contribuir al desarrollo humano.

Y vos, ¿qué piensas de la computación cuántica? ¿Ya conocías de qué trata? ¡Con gusto leemos sus comentarios!