La industria acelera el paso hacia la computación cuántica y su aplicación en los negocios, por lo que las empresas están apenas a tiempo para comenzar a aprender sobre las habilidades que se requerirán para aprovecharla y sobre su potencial para los negocios.

IBM anunció recientemente, durante su conferencia Think 2021, nuevas nuevas capacidades para automatizar el acceso, la unificación y la administración de los datos y proclamó que se está más cerca del uso cotidiano de la computación cuántica.

“La velocidad de la innovación es tal que habrá una ventaja real para los primeros en moverse”, dijo Robert Loredo, embajador técnico de computación cuántica de IBM. “Puede sonar muy técnica, con una física alucinante. En última instancia, es una herramienta que las empresas pueden utilizar para resolver grandes problemas”.

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La computación cuántica se basa en qbits (también denominados bits cuánticos), los cuales tienen mayor capacidad y velocidad al superponer una gran cantidad de valores al mismo tiempo, realizar varias operaciones a la vez y fabricar chips o procesadores más pequeños y veloces que los transistores convencionales (con los bits representados en 1 y 0).

Para el 2023 se tendrán chips con más de 1.000 qbits, lo que es 100 veces superior al que se había logrado desarrollar en 2016.

La industria también está avanzando en cómo combinar computadoras clásicas y cuánticas, utilizando software como Qiskit Runtime —presentado por IBM en el mismo evento— que ayuda a obtener una aceleración de 120 veces en los circuitos cuánticos para realizar grandes cálculos en tan solo unas horas, cuando antes se requerían semanas.

Para familiarizar a las empresas y a los informáticos en la nueva tecnología, bajo el supuesto de que el éxito en informática es identificar hacia dónde va la tecnología y tratar de llegar ahí primero, se impulsan comunidades, hackathons, talleres y hasta “escuelas de verano”. Las iniciativas son variadas, como las de IBM o las de D-Wave Systems, una firma de computación cuántica.

Amplio impacto

La realidad es una. Se está necesitando formas de almacenamiento, transmisión, procesamiento y administración de datos mucho más eficientes que las disponibles actualmente.

Por ejemplo, la firma IDC estima que el mercado de la nube crecerá entre 25% y 44% a nivel de aplicaciones, plataformas e infraestructura en el 2021.

La tecnología del futuro se basa en el principio de que no existe en el universo nada más rápido que la velocidad de la luz, por lo que la propuesta es utilizar la energía lumínica (los fotones) y las partículas subatómicas (que tienen leyes diferentes a la física tradicional).

Los científicos están mejorando la investigación en física cuántica aplicada a la tecnología de la información, demostrando que es posible desprenderse de las limitaciones físicas actuales de la tecnología digital, en especial en la fabricación de microprocesadores, pues se está alcanzando el límite máximo en el espacio físico en las líneas nanométricas.

Estas son las conductoras de los impulsos eléctricos que conforman los microprocesadores fabricados por firmas como IBM, Intel, AMD y ARM, entre otros.

Las limitaciones del hardware también restringen a los programas y aplicaciones informáticas, por lo que la superación de esas limitaciones permitiría que los software realicen más funciones y operaciones. La promesa es que lo realice “de forma significativa”.

¿Cómo lo logra? La computación cuántica unifica el lado físico y sólido de la materia con el lado cuántico (partículas, fotones y átomos). Ofrece una solución en la fabricación interna de los procesadores, con el dominio, el entrenamiento y la manipulación de las partículas. Su tamaño nanométrico y su forma de transporte permiten menor consumo de espacio físico y mayor velocidad.

Raún Sossa, profesor de Cenfotec y arquitecto de soluciones de infraestructura de NTT Data Services Costa Rica, explicó que se mejoró el concepto de Bit Digital por Q-Bit, cambiando la forma en que se crearía, almacenaría, procesaría y administraría la información. En el mediano o largo plazo, se utilizaría el término Q-WARE para describir el hardware de los computadores cuánticos.

Sossa advirtió que muchas empresas suponen que los beneficios en la computación cuántica se verían en el futuro. Pero es una falsa sensación.

Con la computación cuántica se tendría una mayor eficiencia a nivel de infraestructura de la computación en la nube, la inteligencia artificial, el manejo de grandes volúmenes de datos (big data), la analítica, las redes y la ciberseguridad.

En ciberseguridad, por ejemplo, permitirá descifrar con gran rapidez llaves encriptadas de grandes cantidades de qbits en muy poco tiempo.

En redes, la característica cuántica de dos partículas permite su entrelazamiento como si fueran un espejo, completamente sincronizadas, sin limitaciones físicas ni restricciones de distancia, aproximándose a lo que se conoce actualmente como quantum-mirroring.

“En el área de almacenamiento ya se conoce que la técnica de almacenar información, utilizando el principio de agrupamiento de datos como lo hace el ADN humano, es mucho más fácil de implementar por medio de los qbits”, detalló Sossa.

La computación cuántica tendrá un amplio impacto en las diferentes industrias para resolver problemas de magnitud como en la salud (para analizar enfermedades y encontrar nuevos tratamientos), más que las plataformas utilizadas en la recopilación de datos sobre el COVID-19 y prometiendo mayor velocidad para las siguientes pandemias.

Para las empresas, los desarrolladores de software y la academia, la computación cuántica es un desafío por el conocimiento que requiere de los conceptos básicos y de su combinación con la informática. Pese a eso se espera que genere una nueva revolución tecnológica, al igual que ya lo hicieron los circuitos digitales, la fibra óptica y el código ADN, pues su utilización se facilitará a través de servicios en la nube.

Para los usuarios finales no se requerirá que tengan conocimientos de física cuántica. “El usuario promedio de una computadora no necesita comprender la física de un microchip”, sostuvo Loredo. “Queremos que muy pronto se aplique lo mismo a los dispositivos cuánticos”.