Computación cuántica y futuras aplicaciones

En la informática clásica, la incertidumbre es inaceptable. Sin embargo, con los ordenadores cuánticos, es una ventaja. Los ordenadores cuánticos tienen una habilidad innata para aprender sobre el mundo, tratando con la probabilidad, mientras exploran múltiples respuestas para llegar a decisiones complejas.

¿Qué es la computación cuántica?

Los ordenadores cuánticos brillan cuando la resolución implica un número o un crujido de datos con grandes cantidades de entradas. Están diseñados para abordar problemas complejos que llevarían a las supercomputadoras de días a ser incapaces de resolver. Los ordenadores cuánticos pueden simular las partículas subatómicas del universo hablando el mismo lenguaje que un electrón o un protón. Estamos en el comienzo del paradigma de la computación cuántica que se espera que tenga un gran impacto en nuestra comprensión de la química, la biología y la física.

Aunque es interesante que no son universalmente más rápidos que los ordenadores clásicos, sí que realizan tipos específicos de cálculos más rápido. Cada operación puede no ser más rápida, sin embargo, el número de operaciones necesarias para llegar a un resultado utilizando algoritmos particulares es exponencialmente pequeño.

Cómo funciona (simplificado)

Todos estamos acostumbrados a computadoras binarias basadas en procesadores que usan transistores para realizar cálculos. Encendido, apagado, uno, cero… bastante predecible. Sin embargo, el juego cambia completamente con los ordenadores cuánticos. En este ámbito, el procesamiento y almacenamiento de los 1 y los 0 de los sistemas clásicos dan pasó a los qubits o bits cuánticos como el bloque de construcción fundamental de la información cuántica, experimentado como un sistema mecánico cuántico de dos estados. El poder de estos qubits es su capacidad inherente de escalar exponencialmente, de manera que una máquina de dos qubits permite cuatro cálculos simultáneamente, una máquina de tres qubits permite ocho cálculos, y una máquina de cuatro qubits realiza 16 cálculos simultáneos.

Las propiedades básicas de la computación cuántica son la superposición, el entrelazamiento y la interferencia. Todos estamos acostumbrados a computadoras binarias basadas en procesadores que utilizan transistores para realizar los cálculos. Encendido, apagado, uno, cero… bastante predecible. Sin embargo, el juego cambia completamente con los ordenadores cuánticos.

En este ámbito, el procesamiento y almacenamiento de los 1 y los 0 de los sistemas clásicos dan paso a los qubits o bits cuánticos como el bloque de construcción fundamental de la información cuántica, experimentado como un sistema mecánico cuántico de dos estados. El poder de estos qubits es su capacidad inherente de escalar exponencialmente, de manera que una máquina de dos qubits permite cuatro cálculos simultáneamente, una máquina de tres qubits permite ocho cálculos, y una máquina de cuatro qubits realiza 16 cálculos simultáneos.

Las propiedades básicas de la computación cuántica son la superposición, el entrelazamiento y la interferencia.

Aplicaciones

A medida que la tecnología se desarrolla, la computación cuántica podría conducir a avances significativos en numerosos campos, desde la química y la ciencia de los materiales hasta la física nuclear y el aprendizaje de las máquinas. Las principales aplicaciones incluyen: