Las computadoras cuánticas ganarán cada vez más importancia en el futuro: se están poniendo a disposición enormes cantidades de dinero en todo el mundo para la investigación y el desarrollo de la tecnología futura. Casi no hay economías de primer nivel que no estén destinando cantidades enormes de recursos para lograr capacidad cuántica en el futuro cercano. Es un asunto de soberanía y desarrollo economico.
Originalmente formulada como una idea por los dos investigadores de IBM, Rolf Landauer y Charlie Bennet, la computación cuántica se desarrolló a partir de un juego mental en las décadas de 1960 y 1970. Los primeros qubits frágiles se empezaron a utilizar a finales de la década de 1980. Son el corazón de la computadora cuántica: si los bits en una computadora ordinaria solo pueden tener los valores 0 y 1, los qubits son coherentes, es decir, están en un estado intermedio hasta que deciden un valor. Esto permite a las computadoras cuánticas realizar cálculos mucho más complejos que los que pueden realizar las computadoras ordinarias. Desde entonces, la tecnología se ha mejorado continuamente, hasta que quedó claro en 2017 que reunir a desarrolladores y usuarios en plataformas de colaboración supondría un gran avance.
¿Cómo funciona una computadora cuántica? Las computadoras cuánticas se basan en principios de la mecánica cuántica. Los procesos no siguen una secuencia fija con un resultado claro, sino que una computadora cuántica realiza un “experimento cuántico” que debe repetirse con frecuencia. Si el experimento o algoritmo funciona correctamente, producirá resultados específicos y estadísticamente significativos que se producirán con más frecuencia que otros resultados posibles. Por tanto, las computadoras cuánticas no son deterministas. Sin embargo, un qubit puede perder su coherencia. Aunque los sistemas están sellados lo mejor posible, por ejemplo, mediante refrigeración, vacío o blindaje electromagnético, no se pueden descartar completamente las influencias externas. A pesar de estos dos factores, el no determinismo y la pérdida de coherencia, se pueden desarrollar algoritmos fiables. Con un número mayor de qubits, podemos esperar que en el futuro una computadora cuántica pueda resolver problemas donde fallan las tecnologías informáticas actuales.
Originalmente, se suponía que las computadoras cuánticas se usaban para simular procesos físicos a nivel atómico. Hoy y en el futuro próximo, las computadoras cuánticas se centran en las simulaciones de materiales: en la química de las baterías, la mejora de la eficiencia energética de los procesos de fabricación y la investigación molecular en la industria farmacéutica. Además, ciertos tipos de problemas matemáticos se pueden traducir a equivalentes cuánticos. Esto llevó al desarrollo de una serie de algoritmos en el campo de la optimización y el aprendizaje automático. También es posible traducir problemas del análisis matemático de redes en equivalentes cuánticos.
En el futuro, una computadora cuántica puede tener un impacto allí donde estos problemas puedan convertirse en modelos matemáticos: en el sector financiero, minorista, logística, química, farmacéutica, seguros, ingeniería mecánica o producción.
¿Cambiará la industria de repente cuando haya una computadora cuántica universal confiable?
Probablemente no. Más bien, experimentaremos un proceso paso a paso: un número cada vez mayor de qubits simulables, el logro de la barrera de los 1,000 qubits (sistema con un volumen cuántico que es un factor 1,000 veces más alto que el actual) y una corrección de errores que funciona casi perfectamente. Lo primero que ocurrirá en los próximos años, es que se usaran las computadoras cuánticas para hacer que las tareas cada vez más complejas en los negocios y la ciencia puedan resolverse de forma mas rápida, cientos de veces más rápido.
El desarrollo de la computación cuántica está lejos de terminar: la calidad de los qubits, cómo se pueden mejorar los tiempos de coherencia y nuevos algoritmos de alto rendimiento son tareas urgentes para los desarrolladores en la actualidad. Las computadoras cuánticas son el futuro y sería un error perder la oportunidad de comenzar. Ningún país puede permitirse quedar fuera del Quantum: la cooperación público privada sera fundamental.
