2021-05-14Desde la máquina de Turing a la computación cuántica
Revista Virtual Pro |Desde 2014 diferentes medios de comunicación de todo el mundo empezaron a anunciar que varias industrias tecnológicas estaban fabricando ordenadores cuánticos. Aquí les contamos la historia de esta nueva tecnología y cómo se proyecta para el futuro.Todas las computadoras que usamos en la actualidad, desde los ordenadores personales, hasta las supercomputadoras como la Summit o la Sierra de IBM, están basadas en la lógica del código binario del Álgebra de Boole que se usó en la máquina Turing. La revolución digital de la segunda mitad del siglo XX logró reducir los microchips con lo que se ha llegado a una mayor velocidad en los procesos computacionales.
Este proceso llevó a la minimización de los microchips hasta la escala de nanómetros. Sin embargo, a ese tamaño se produce el denominado efecto del túnel en el que los electrones toman atajos y escapan de los circuitos por donde deberían transitar. Por ello no se puede reducir más la magnitud de los microchips, lo que supone un obstáculo para la optimización de ordenadores más potentes.
En 1981 Paul Benioff ideó por primera vez en la historia la posibilidad de crear una computadora que trabajase con las leyes de la mecánica cuántica. Ese mismo año y el siguiente, Richard Feynman planteó cómo una computadora que utilizara la mecánica cuántica lograría hacer cálculos extremadamente complejos con una velocidad nunca antes vista.
A partir de los años noventa nacieron los primeros algoritmos cuánticos, además de las primeras máquinas con la capacidad de efectuar cálculos cuánticos. Desde el año 2016 existe la posibilidad de utilizar el simulador gratuito de computación cuántica creado por IBM, el IBM Quantum Experience.
Uso del simulador gráfico de circuito cuántico Q-Kit. / Wikipedia
En 2019 IBM logró construir el primer computador cuántico con fines comerciales, el IBM Q System One, dotado de un sistema de 20 Qubits y destinado a ofrecer sus servicios tanto en el ámbito empresarial como en el científico. Ese mismo año la Revista Nature dio a conocer que Google había construido un dispositivo de computación cuántica capaz de resolver y solucionar operaciones complejas mil veces más rápido que los mejores dispositivos del momento.
El cambio trascendental de bits a qubits ha dado paso a la nueva revolución en computación, sin embargo la composición de los qubits es aún objeto de estudio y las computadoras cuánticas existentes son dispositivos aparatosos, extremadamente complejos, con grandes dimensiones, como lo eran las computadoras clásicas en sus primeras versiones. Además, la tecnología cuántica requiere de ambientes extremadamente fríos ya que los chips para el tránsito de qubits solo funcionan a una temperatura menor de 0,1 grados por encima del cero absoluto y los qubits requieren estar aislados para no ser perturbados por cualquier sonido, ya que las vibraciones pueden alterar sus procesos.
Perspectivas
En un futuro próximo se espera que las computadoras cuánticas revolucionen la capacidad de almacenamientos de datos y reconfiguren la seguridad en las redes informáticas y la transferencia de datos. También se espera que estas máquinas consigan optimizar los procesos logísticos empresariales a nivel mundial. Por otro lado, se podrían aplicar para la resolución de problemas teóricos en física, o problemas en los procesos de la química industrial, así como en el estudio y desarrollo de nuevos materiales.
En el campo de la medicina se buscaría analizar y generar nuevos tratamientos de enfermedades, así como crear nuevos medicamentos. En finanzas se optimizarían los estudios de mercados aislando factores de riesgo, también se podrían diseñar análisis complejos de ingeniería.
Ingenieros, físicos e informáticos de empresas como IBM de Estados Unidos o Origin Quantum Computing Technology de China, trabajan en el perfeccionamiento de las computadoras cuánticas. Los avances en esta nueva tecnología se están dando a pasos agigantados, se estima que en 10 años se tendrá que reconfigurar los sistemas de seguridad digital ya que las computadoras cuánticas podrán descifrar en un tiempo reducido esquemas criptográficos o sistemas de cifrado que las computadoras clásicas tardarían miles de años en resolver.
Por último, la inteligencia artificial, el blockchain, el E-learning, la impresión 3D y todas las tecnologías recientes podrán ser complementadas y mejoradas con las computadoras cuánticas. Aunque todo lo relacionado con esta tecnología se proyecta en beneficios para la humanidad, no hay que dejar de lado los peligros que puede traer la implementación de la computación cuántica a intereses particulares que no busquen el bienestar de las sociedades.
Mauro Sastoque Campos
Periodismo Digital
Revista Virtual Pro
Bibliografía
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