Computación cuántica
¿Qué es la computación cuántica?
La computación cuántica es una forma de resolver problemas sumamente complejos mediante la búsqueda de patrones dentro de miles de millones de puntos de datos utilizando espacios computacionales multidimensionales. Un ordenador cuántico es mucho más pequeño que un supercomputer, pero resuelve problemas que los supercomputers clásicos no pueden.
¿Cómo funciona la computación cuántica?
El secreto del poder de la computación cuántica son los bits cuánticos. Son la versión de los bits de un ordenador cuántico, o las diminutas unidades de datos que se utilizan en las telecomunicaciones y la computación.
Lo diferencia a un bit cuántico de un bit común es que contiene información en un estado de superposición. Esto significa que, dentro de un bit cuántico, están representadas todas las configuraciones posibles de los datos. Por lo tanto, en el nivel más fundamental, los datos se pueden expresar de muchísimas formas al mismo tiempo, lo que permite la elaboración de análisis mucho más sofisticados.
Además, los algoritmos cuánticos tienen en cuenta un efecto mecánico llamado «entrelazamiento» para encontrar soluciones. El entrelazamiento se refiere al comportamiento interrelacionado entre dos cosas distintas, de modo que, en términos cuánticos, cualquier cambio en un bit cuántico afectará directamente al otro. Al poner estas interrelaciones en juego, los procesadores cuánticos pueden adaptarse a una mayor complejidad en sus análisis computacionales.
¿Por qué necesitamos ordenadores cuánticos?
Los ordenadores cuánticos son perfectos para resolver los mayores desafíos del sector, incluso a medida que las empresas y las tecnologías siguen evolucionando. De hecho, la innovación depende de la capacidad de la tecnología para seguir satisfaciendo una demanda creciente.
Por ejemplo, los sistemas de energía renovable deben mantener un proceso de mejora constante para volverse más eficientes y menos costosos si esperan poder reemplazar por completo a los combustibles fósiles. Los investigadores confían en la computación cuántica para simular reacciones y compuestos químicos complejos mientras buscan nuevos materiales para mejorar la tecnología de las baterías.
La exploración del espacio profundo requiere una mejora continua de los materiales para descubrir cuáles pueden soportar condiciones operativas cada vez más duras. Sin la computación cuántica, los ciclos de prueba en el laboratorio pueden requerir meses, lo que ralentiza muchísimo el progreso.
Incluso los sectores más comunes y corrientes dedicados a la fabricación de productos cotidianos se benefician del poder de la computación cuántica. Desde la logística hasta la planificación del montaje en fábrica y la optimización de la programación de tareas, estos sectores se están volviendo mucho más eficientes gracias a la ejecución de algoritmos cuánticos, lo que resultará en mayores ahorros y en economías de escala.
¿Cuáles son los beneficios y aplicaciones de la computación cuántica?
Debido a su poder de procesamiento masivo, la computación cuántica ofrece enormes ventajas, como:
· Una mayor sofisticación: al crear espacios multidimensionales y admitir relaciones de múltiples capas entre los conjuntos de datos, la computación cuántica puede abordar tareas que los supercomputers no pueden.
· Opciones de modelado más completas: los ordenadores cuánticos usan las mismas reglas físicas que los átomos, lo que hace que el análisis de sistemas naturales complejos sea más factible.
· Velocidades más rápidas: los procesadores cuánticos pueden escalarse para abordar cantidades masivas de datos.
· Menos energía: mediante el uso de superconductores para procesar datos, los sistemas de computación cuántica utilizan mucha menos energía de la red.
· Riesgos/costes menores: al tener la capacidad de ejecutar múltiples simulaciones a la vez, la computación cuántica puede reemplazar gran parte de las investigaciones en laboratorio, lo que reduce el riesgo inherente a la ejecución de experimentos en laboratorios físicos, así como los costes asociados.
· Una formación menos extensa: la computación cuántica no emplea lenguajes de codificación especiales, por lo que no se requieren habilidades de codificación especializadas.
La computación cuántica se utiliza en muchas aplicaciones, entre ellas:
· La predicción: dado que la computación cuántica puede manejar conjuntos de datos enormes de forma mucho más eficiente, las predicciones meteorológicas y financieras pueden ser más precisas y oportunas.
· El cifrado: los procesadores cuánticos descifran los protocolos de cifrado más rápidamente, incluso los creados por supercomputers, y se utilizan cada vez más para reemplazar protocolos menos sofisticados con otros a prueba de hackers.
· Automoción: como los algoritmos cuánticos se basan en la identificación de patrones, resultan sumamente útiles para analizar los flujos de tráfico y redirigirlos cuando se prevén embotellamientos. Además, cuando en un sistema cuántico se combinan comportamientos de conducción con patrones de tráfico, la programación de los vehículos autónomos puede ser mucho más fiable.
· Biología/medicina: existe una gran cantidad de estudios médicos basados en procesadores cuánticos, desde los análisis de comportamiento a gran escala hasta los experimentos celulares a microescala, como los estudios genéticos que analizan largas cadenas de aminoácidos para detectar secuencias que causan enfermedades o cómo se pueden plegar las proteínas para cambiar comportamientos.
HPE y la computación cuántica
Dado que las empresas necesitan dar sentido a cantidades masivas de datos muy rápidamente y utilizando muy poca energía, el interés por explorar la computación cuántica ha aumentado. Esto se debe a que los desafíos informáticos del mañana no se pueden abordar con la informática de uso general. Sin embargo, cualquiera que cuente con la computación cuántica para resolver sus problemas de Big Data, IA y análisis tendrá que esperar mucho tiempo.
En cambio, en HPE estamos trabajando en nuevas formas de computación orientadas a cargas de trabajo específicas para abordar estos desafíos: lo que nosotros llamamos «aceleradores». Estos motores de computación especializados (o aceleradores) pueden resolver grandes tareas de computación específicas de forma más rápida y usando mucha menos energía. Ofrecemos una gama de aceleradores para brindar una ventaja a nuestros clientes con sus análisis de IA y resolver sus tareas empresariales del mundo real.
En cuanto a desafíos más elevados, si bien reconocemos que la computación cuántica tiene un potencial increíble para resolver ciertos tipos de problemas, también sabemos que estos problemas no afectan a la mayoría de empresas. La computación cuántica será una técnica muy poderosa para resolver una clase limitada de problemas en campos tan importantes como la ciencia de los materiales y el descubrimiento de fármacos, especialmente aquellos que modelan sistemas fundamentalmente cuánticos. Para ciertas aplicaciones, como el modelado de moléculas para desarrollar nuevos materiales y productos farmacéuticos, los ordenadores cuánticos pueden lograr cosas que ni siquiera los supercomputers más potentes de hoy en día pueden hacer.
Con este fin, HPE ha invertido en IonQ, una nueva empresa que se está convirtiendo rápidamente en un actor líder en el mercado emergente de la computación cuántica. Hemos invertido en IonQ porque creemos que se está convirtiendo rápidamente en un actor líder en el mercado emergente de la computación cuántica y porque pensamos que su enfoque, que usa iones atrapados para hacer bits cuánticos en lugar de uniones superconductoras, es el modo más prometedor de producir sistemas realmente útiles. Vemos un futuro en que los clientes de HPE podrán elegir aceleradores cuánticos tan fácilmente como cualquier otro tipo de informática, y consumir computación cuántica como servicio. En un mundo en que la tecnología cuántica sea solo una de las muchas opciones informáticas, HPE aspira a asumir un papel de liderazgo. Creemos que IonQ nos ayudará a conseguirlo.