Qué es la computación cuántica

En palabras simples, la computación cuántica es el uso de la mecánica cuántica (también conocida como física cuántica), o la descripción de las cosas a nivel atómico y subatómico, para aumentar drásticamente la potencia y la velocidad del procesamiento informático. 

¿Por qué es importante Quantum Computing?

Lo que una computadora regular demoraría literalmente millones de años en lograrse toma solo un par de segundos. Por lo tanto, el principal beneficio de la computación cuántica es la aceleración de los procesos informáticos. En otras palabras, hace que la computación regular sea mucho más potente. Las aplicaciones de computación más rápida son muy amplias y van desde una ciberseguridad mucho mejor hasta experiencias de clientes significativamente mejoradas y cualquier otra cosa que requiera mucha potencia de computación para producir rápidamente un determinado resultado o respuesta.  

La computación cuántica también tiene una importancia increíble para el potencial del aprendizaje automático y la inteligencia artificial. Debido a que las computadoras cuánticas pueden atravesar escenarios interminables a un ritmo increíblemente rápido, tienen el potencial de aprender a convertirse esencialmente en las mejores versiones posibles de sí mismas para cualquier misión o tarea central que se les haya asignado. 

¿Cómo funcionan las computadoras Quantum?

Cuando las computadoras clásicas usan transistores, que son 1 o 0, para procesar información, las computadoras cuánticas usan qubits, que pueden ser 1 o 0 al mismo tiempo. La conexión de más transistores solo aumenta la potencia de forma lineal, pero la conexión de qubits aumenta exponencialmente la potencia de computación cuántica. Esa es la potencia de un qubit, que es la unidad básica de información cuántica y fundamental para cómo funcionan las computadoras cuánticas. 

Dicho esto, la mejor manera de pensar en el valor de la computación cuántica y cómo funciona, en inglés simple, es pensar en una moneda. Cada moneda tiene dos lados o valores: cabezas o colas. Sin embargo, cuando se lanza una moneda, pasa algún tiempo en el aire girando entre ambos valores (cabezales y colas). Una computadora regular solo puede leer cabezas o colas y, por lo tanto, no puede hacer nada con la información que proporciona la moneda cuando gira en el aire. Sin embargo, una computadora cuántica puede leer este estado giratorio como un valor en sí mismo en el que la moneda es tanto cabezas como colas al mismo tiempo. 

Esto tiene consecuencias poderosas. Piense en un PIN de cuatro dígitos que solo usa uno y ceros, por ejemplo. Para determinar este PIN, una computadora regular, ya que solo puede leer uno y ceros, debe analizar todas las posibilidades de cada uno de los cuatro espacios de números (es decir, 1 o 0) para comenzar a eliminar posibilidades y finalmente llegar a la correcta. Pero una computadora cuántica, ya que puede superponerse con uno y ceros en el mismo espacio, en realidad puede atravesar todas las posibilidades a la vez. 

Limitaciones y desafíos de la computación cuántica

En los casi 40 años desde que el físico Richard Feynman propuso por primera vez la idea de la computación cuántica, los científicos informáticos han logrado un enorme progreso en la determinación de los problemas para los que sería bueno la computación cuántica. Sin embargo, aún queda mucho por recorrer hasta que la computación cuántica se comprenda y desarrolle lo suficiente como para aplicarse realmente a los casos de uso mencionados anteriormente de ciberseguridad y aprendizaje automático.  

Además, incluso para cosas más simples como jugar al ajedrez, programar vuelos de aerolíneas y probar teoremas, las computadoras cuánticas, en su estado actual al menos, sufrirían muchas de las mismas limitaciones algorítmicas que las computadoras clásicas. 

Estas limitaciones se suman a las dificultades prácticas de la construcción real de computadoras cuánticas, como la decoherencia (interacción no deseada entre una computadora cuántica y su entorno, que introduce errores). 

Dicho esto, la computación cuántica es sin duda un campo del futuro dentro de las ciencias de la computación, una capacidad que muchos de los principales científicos informáticos del mundo están desarrollando diligentemente para que nuestro mundo pueda beneficiarse de un gran salto en la potencia del procesamiento informático. Ya no se trata de “por qué” o “qué”, sino de “cuándo”.