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¿Por qué IBM, Google, Microsoft e Intel invierten cantidades millonarias a la Computación Cuántica?

Imagen: IBM

Un mercado que pueda superar los 5.000 millones de dólares en 2020 (estimación de MarketWatch) puede mover el interés de las mayores compañías del mundo en invertir cantidades millonarias en I+D por la Computación Cuántica (Quantum Computing), pero considero que la carrera está motivada por conseguir el liderazgo en la Informática del futuro.

Su importancia se refuerza cuando diferentes actores como NASA, CIA, NSA… y los gobiernos de todo el mundo están invirtiendo en tecnologías cuánticas, como Reino Unido, 309 millones de € en 5 años; Holanda, 146 millones de € en 10 años; Australia, 17 millones de € en 5 años;  Canadá, 33 millones de € en 5 años; y la propia Unión Europea tiene previsto una inversión en 2018 de 1.000 millones de € (Quantum Manifesto de la UE).

Pero, ¿qué es la Computación Cuántica? La aplicación de la Física Cuántica a escala atómica a la Informática, con el objetivo de crear un ordenador infinitamente más potente, que hará cálculos complejosa la vez (en lugar de uno tras otro), y que permita resolver operaciones en pocos minutos que la Informática actual (con los superordenadores) no puede plantearse.  Los sistemas actuales se basan en el código binario que sólo pueden tener dos estados o ‘0’ o ‘1’, pero en el cuántico se explotan las propiedades únicas de los bits cuánticos (qubits) que pueden estar en ‘0’ o en ‘1’, pero también en una combinación de ambos (superposición de estados,que permite probar  al mismo tiempo todas las posibilidades que existen para la solución concreta de un problema) y pueden estar profundamente conectados sin ninguna interacción física directa (entrelazado, que permite que cualquier cambio en el estado de uno de los átomos entrelazados  provoque un cambio instantáneo en el otro).Hay tantos estados posibles en un sistema cuántico que es impracticable simularlos con un ordenador tradicional.

Un ordenador cuántico actúa con la capacidad de realizar un número exponencialmente grande de cálculos al mismo tiempo.

La infinidad de posibles aplicaciones de tecnologías con capacidades cuánticas resulta tentadora para las grandes empresas porque los expertos indican que su gran poder de computación podría resolver algunos de los problemas más urgentes del mundo (cambio climático, el hambre y multitud de desafíos médicos). Con hardware y software cuántico se permitirá procesar enormes cantidades de datos en segundos en lugar de en horas (probar una vacuna experimental al instante en lugar de días), realizar simulaciones mucho más complejas y en menor tiempo calcular patrones climáticos o simulaciones moleculares, permitiría descubrir nuevas medicinas, analizar virus…

Puede sorprender que la aparición de los ordenadores cuánticos permitirá descifrar las claves de seguridad actual basadas en la multiplicación de dos números primos (descifrado que hoy tomaría billones de años de procesamiento).  Aunque parezca una amenaza, permitirá avanzar en seguridad, al usar claves cuánticas que facilitará conocer si nos están escuchando para dejar de comunicar hasta que el espía se vaya. Además, se considera que permitirán, de una forma mucho más precisa y rápida,combatir ataques informáticos masivos en Internet.

Parecerá ciencia ficción, pero ya se está trabajando desde más de veinte años en prototipos cuánticos basados principalmente en semiconductores. Incluso la empresa canadiense D-Wave comercializa desde el 2011 lo que considera el primer ordenador cuántico (bajo un complejo sistema de refrigeración) pero todavía hay dudas de su capacidad cuántica. Cabe destacar su experimento con Volkswagen que a través de un algoritmo de optimización del flujo del tráfico, consiguieron reducir en 2015 el tiempo de trayecto de 10.000 taxis en el centro urbano de Pekin. Con anterioridad, Google y NASA adquirieron un sistema D-Wave por 15 millones de dólares para investigar cómo la computación cuántica podría aplicarse en la Inteligencia Artificial. En el caso de IBM, mediante su IBM Quantum Experience más de 40.000 usuarios han realizado más de 275.000 experimentos en menos de un año, y ha anunciado que antes del fin de 2017 tendrá un servicio de computación cuántica en la nube, que aunque sea poco potente será todo un avance, principalmente por su acceso remoto.

La computación cuántica permitirá superar los límites actuales del denominado “fin de la Ley de Moore” (ya no es posible duplicar cada dos años el número de transistores integrados en un microprocesador). Con los ordenadores cuánticos y los qubits se conseguirá el crecimiento exponencial de la informática, en lugar del lineal actual. Aunque todavía hay que superar el gran obstáculo, la denominada “decoherencia” que provoca que un sistema cuántico en fracciones de segundo por azar deje de comportarse como tal y pase a tener un comportamiento físico convencional, haciéndolo inútil. Problema realmente difícil, pero los científicos australianos están consiguiendo predecir cómo cambiará en el futuro un sistema cuántico utilizando técnicas de análisis masivo de datos (Big Data). El reto está en conseguir la habilidad para controlar y estabilizar la tecnología cuántica extendiendo su vida útil.

Pedro Robledo

Experto en BPM y Transformación Digital

@pedrorobledobpm

 

 

6 Junio, 2017

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