¿Quieres usar una computadora cuántica? Primero encuentra un problema

NUEVA YORK. Para usar una computadora cuántica no requieres un laboratorio, estudiar un posdoctorado o pertenecer a una renombrada comunidad científica… necesitas un problema cuya solución en la computación clásica pueda ser perfectible, y traducirlo a términos específicos para que la máquina lo pueda entender.

Lo anterior se puede tornar complicado, sobre todo si se trata de encontrar aplicaciones para el mundo empresarial que puedan añadir el valor suficiente para compensar una inversión en esta tecnología.

Actualmente, unos 94 mil usuarios, científicos principalmente, prueban la IBM Q, que es una computadora cuántica al servicio de cualquier persona y que funciona a través de la nube de la compañía. Con un software de código abierto, llamado Qiskit, es posible escribir un programa y ejecutarlo dentro de esa máquina.

¿Qué es?

Es una máquina que usa propiedades mecánicas cuánticas para realizar sus cálculos. Estos dispositivos fueron concebidos por primera vez en los 80 por, entre otros, el Nobel Richard Feynman. Pero fue hasta finales de los 90 que las primeras rudimentarias computadoras fueron construidas por investigadores. Y es solo en la última década que se ha avanzado hacia la creación de máquinas más grandes y potentes.

Y ¿Cómo funcionan?

Las computadoras comunes procesan información en unidades llamadas bits, que pueden representar uno de los dos estados posibles, cero (0) o uno (1), que corresponden a si una pequeña parte del chip de la computadora, llamada compuerta lógica, está abierta o cerrada. Por el contrario, las computadoras cuánticas usan bits cuánticos o qubits. Los qubits pueden representar tanto un 0 como un 1 al mismo tiempo. De modo que dos qubits pueden representar cuatro números simultáneamente. Eso es la superposición. Al diseñar una computadora estándar, los ingenieros pasan mucho tiempo tratando de asegurarse de que el estado de cada bit sea independiente de los de todos los demás bits. Pero en una computadora cuántica, cada qubit influye en los otros qubits, trabajando juntos para llegar a una solución, lo que se conoce como 'enredo'.

Con información de Bloomberg

La empresa estadounidense también ha creado la IBM Q Network, en la que participan instituciones como JPMorgan Chase, Daimler, Samsung y Oxford University, entre otras, con una estrategia clara: encontrar aplicaciones reales para este hito de la tecnología.

¿Qué tiene de especial? La diferencia más significativa con la computación cuántica es su unidad de medición. Mientras que las computadoras clásicas miden bits, las cuánticas miden qubits, los cuales contienen una dimensión más, otorgando un número más grande de estados posibles.

Con lo anterior, esta computadora es capaz de probar todas las posibles respuestas de un problema al mismo tiempo, en lugar de hacerlo de forma secuencial, como lo hacen las computadoras convencionales.

¿Es más rápida una computadora cuántica? "No necesariamente, pero sí es más escalable. El tiempo de respuesta no crece linealmente conforme al número de simulaciones, sino crece proporcionalmente", explica Chris Schnabel, gerente de producto de IBM Q.

"Las computadoras clásicas tienen sus propias clases de problemas en los que son muy buenas (…). En la computadora cuántica, yo describo cómo mi computadora se debe comportar y lo codifico en mi sistema. La forma de leer los datos es distinta y eso me da una mayor escala".

La potencia también se puede mejorar, sólo se debe saber para qué se requiere más potencia. La computadora más potente que tiene IBM cuenta con 20 qubits, pero existen computadoras de otras compañías de hasta 50 qubits. Para algunos problemas, mayor capacidad aumenta la velocidad de procesamiento, pero este, señala Shnabel, no es el objetivo, sino simplemente utilizarla para resolver problemas que la computación clásica no ha podido.

Las investigaciones realizadas a través de IBM Q han tenido tres ejes: simulaciones de sistemas cuánticos, inteligencia artificial y optimización.

En el primero de estos ejes, las principales aplicaciones han ido hacia la química cuántica y fenómenos físicos; el segundo está enfocado a los modelos de entrenamiento, de reconocimiento de patrones y de detección de fraudes, y el tercero ha sido orientado hacia mercados financieros, como optimización de portafolios, análisis de riesgo y método Monte Carlo de optimización.

En este último segmento, empresas como CME Group y el banco estadounidense Goldman Sachs han realizado en el último año inversiones en empresas de computación cuántica, ante la expectativa de que la rapidez y las posibilidades de que esta nueva tecnología pueda, eventualmente, transformar al mercado de valores.

Actualmente, empresas como Microsoft, Google, Intel y Rigetti hacen sus propios esfuerzos en la computación cuántica, aunque la colaboración también se ha presentado entre estas firmas.

Por ahora, Shnabel realiza visitas a empresas de todo el mundo para hablar sobre la computación cuántica y para poder entender, industria por industria, cuáles son las posibles aplicaciones de la computación cuántica.