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¿Qué es la Computación Cuántica?

La computación cuántica es un campo de la computación destinado al desarrollo de tecnología informática basada en los principios de la teoría cuántica (que explica el transporte de energía y materiales a nivel atómico y subatómico). Las computadoras que se usan hoy en día solo pueden codificar información en bits con un valor de 1 o 0, lo que limita su capacidad.

La computación cuántica, por otro lado, usa bits o esquinas cuánticas. Modifica la capacidad única de las partículas subatómicas permitiéndoles existir en más de un estado (es decir, 1 y 0 al mismo tiempo).

Conclusiones clave

  • La computación cuántica es el estudio de cómo utilizar los fenómenos de la física cuántica para crear nuevas formas de computación.
  • La computación cuántica consta de cachorros.
  • A diferencia de un bit de computadora normal, que puede ser 0 o 1, qubit puede ser cualquiera de estos, o una superposición de 0 y 1.
  • El poder de las computadoras cuánticas crece exponencialmente con más perlas.
  • Esto es diferente a las computadoras clásicas, donde solo más transistores agregan energía linealmente.

Entendiendo la Computación Cuántica

La superposición y el entrelazamiento son dos aspectos de la física cuántica en los que se basan estas supercomputadoras. Esto permite que las computadoras cuánticas manejen operaciones a velocidades científicamente más altas que las computadoras convencionales y con un consumo de energía mucho menor.

El campo de la computación cuántica comenzó en la década de 1980. Luego se descubrió que ciertos problemas computacionales podrían abordarse de una manera más eficiente con algoritmos cuánticos que con sus contrapartes clásicas.

La computación cuántica puede hacer una contribución significativa a los campos de las finanzas, asuntos militares, inteligencia, diseño y descubrimiento de fármacos, diseño aeroespacial, servicios públicos (fusión nuclear), diseño de polímeros, inteligencia artificial (IA) y búsqueda de Big Data, y fabricación digital.

Su tamaño de mercado potencial y proyectado ha empleado a algunas de las empresas de tecnología más importantes para operar en el campo de la computación cuántica, incluidas IBM, Microsoft, Google, D-Waves Systems, Alibaba, Nokia, Intel, Airbus, HP, Toshiba, Mitsubishi, SK Telecom, NEC, Raytheon, Lockheed Martin, Rigetti, Biogen, Volkswagen y Alternative.

40%

Porcentaje de grandes empresas que planean crear iniciativas de computación cuántica para 2025, según Gartner.

Computadora cuántica frente a computadora clásica

Las computadoras cuánticas procesan la información de una manera diferente. Las computadoras clásicas usan transistores, que son 1 o 0. Cantidad Las computadoras usan esquinas, que pueden ser 1 o 0 al mismo tiempo. El número de bultos unidos entre sí aumenta exponencialmente el poder de la computación cuántica. Mientras tanto, la potencia lineal solo aumenta conectando más transistores juntos.

Las computadoras clásicas son las mejores para las tareas diarias que debe completar su computadora. Mientras tanto, las computadoras cuánticas son excelentes para ejecutar simulaciones y análisis de datos, como para ensayos químicos o de medicamentos. Estas computadoras, sin embargo, deben mantenerse ultra frías. También son mucho más costosos y más difíciles de construir.

Los avances clásicos de la informática incluyen la aceleración de las computadoras. Mientras tanto, las computadoras cuánticas ayudan a resolver problemas más complejos. Si bien es posible que las computadoras cuánticas de Microsoft Word no funcionen mejor o más rápido, pueden ejecutar problemas complejos más rápido.

Por ejemplo, una computadora cuántica de Google en desarrollo podría ayudar con muchos procesos, como acelerar la capacitación en aprendizaje automático o ayudar a crear baterías más eficientes desde el punto de vista energético.

La computación cuántica tiene otras aplicaciones, incluido el intercambio seguro de información. Otros métodos incluyen la lucha contra el cáncer y el desarrollo de diversos problemas de salud, como el cáncer y nuevos medicamentos. Además, las computadoras cuánticas pueden ayudar a mejorar los radares y su capacidad para detectar cosas como misiles y aviones. Otras áreas incluyen el uso del medio ambiente y la computación cuántica para mantener el agua limpia con sensores químicos.

Google demostró, en 2019, que una computadora cuántica puede resolver un problema en minutos, a pesar de que tomaría 10,000 años para una computadora clásica.

Un ejemplo del mundo real de una computadora cuántica

Google (GOOG) está gastando miles de millones de dólares en su plan para construir su computadora cuántica para 2029. La compañía tiene un campus abierto en California, llamado Google AI, para ayudarlo a lograr su objetivo. Google lleva años invirtiendo en esta tecnología. También hay otras empresas, como Honeywell International (HON) e International Business Machine (IBM). IBM espera alcanzar importantes hitos de la computación cuántica en los próximos años.

Si bien algunas empresas han construido computadoras cuánticas (aunque caras), todavía no hay nada disponible en el aspecto comercial. Y hay interés en la computación cuántica y su tecnología, con JPMorgan Chase y Visa investigando la tecnología. Una vez desarrollado, Google podría lanzar un servicio de computación cuántica a través de la nube.

Las empresas también pueden acceder a la tecnología cuántica sin la necesidad de construir una computadora cuántica. IBM planea tener una computadora cuántica de 1,000 quibits en su lugar para el 2023. Hasta la fecha, IBM permite el acceso a sus máquinas si son parte de su Quantum Network. La red incluye organizaciones de investigación, universidades y laboratorios.

Microsoft brinda a las empresas acceso a la tecnología cuántica a través de la plataforma Azure Quantum. Esto es diferente a Google, que no vende acceso a sus computadoras cuánticas.

Preguntas frecuentes sobre la computadora cuántica

¿Qué empresa se llamó «Quantum Computer Services, Inc.»?

Quantum Computer Services Inc. en America Online (AOL) anteriormente. AOL comenzó como Quantum Computer Services en 1985. La compañía fue fundada por empleados de Video Control Corporation (CVC).

¿Cómo se construye una computadora cuántica?

Construir una computadora cuántica lleva mucho tiempo y es caro. Google ha estado trabajando en la construcción de una computadora cuántica durante años y ha gastado miles de millones de dólares. Google espera que su computadora cuántica esté lista para 2029, mientras que IBM espera que una computadora cuántica de 1,000 quibits esté lista para 2023.

¿Cuánto cuesta una computadora cuántica?

Por construcción, las computadoras cuánticas todavía cuestan miles de millones. Sin embargo, Shenzhen SpinQ Technology, con sede en China, planea vender computadoras de escritorio cuánticas de $ 5,000 a consumidores para escuelas y universidades. El año pasado, comenzó a vender una computadora cuántica por 50.000 dólares.

¿Qué tan rápida es una computadora cuántica?

Una computadora cuántica es mucho más rápida que una computadora clásica e incluso una supercomputadora. La computadora cuántica de Google, Sycamore, calculó que era 158 veces más rápida que la computadora más rápida del mundo en la Cumbre de IBM de 2019.

La línea de base

La computación cuántica se diferencia de la computación clásica en cómo funciona y se utiliza. La computación cuántica usa esquinas, que pueden ser 1 o 0 a la vez, y las computadoras clásicas usan transistores, que solo pueden ser 1 o 0. Como resultado, la computación cuántica es mucho más poderosa y se puede usar para análisis o simulaciones de datos grandes. . . Sin embargo, una computadora cuántica aún no se desarrolló comercialmente.