Computación cuántica, ¿qué es?

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En este nuevo post del blog de nuestra consultora informática queremos hablar de la computación cuántica y de sus posibles aplicaciones. Estas abarcan desde la ciberseguridad hasta la movilidad o la salud.

¿Qué es la computación cuántica?

Es una rama de la informática que se basa en los principios de la superposición de la materia y en el entrelazamiento cuántico para desarrollar una computación distinta de la tradicional. Ha de ser capaz de almacenar muchos más estados por unidad de información y operar con algoritmos mucho más eficientes a nivel numérico.

Es una nueva generación de superordenadores que se aprovechan del conocimiento de la mecánica cuántica, la parte de la física que estudia las partículas atómicas y subatómicas, para superar las limitaciones de la informática clásica.

La informática cuántica utiliza como unidad básica de información el qubit en vez del bit convencional. Este sistema alternativo admite la superposición coherente de unos y ceros, los dígitos del sistema binario sobre los que gira toda la computación. Esto es lo que lo diferencia del bit. Este último sólo puede adoptar un valor al mismo tiempo, uno o cero.

Este rasgo diferenciador de la tecnología cuántica permite que un qubit pueda ser cero y uno a la vez y además en distinta proporción. La multiplicidad de estados permite que un ordenador cuántico de por ejemplo unos 30 qubits pueda realizar 10 billones de operaciones en coma flotante por segundo.

Diferencias entre la computación cuántica y la tradicional

En Imagar insistimos en que son dos mundos paralelos con similitudes y diferencias entre sí. Por ejemplo, lo que acabamos de ver: el uso del qubit frente al bit. Otras diferencias importantes son:

  • Lenguaje de programación

La computación cuántica no tiene un código propio para programar y echa mano del desarrollo e implementación de algoritmos muy específicos. De todos modos, la informática tradicional tiene lenguajes estandarizados como Java, SQL o Python.

  • Funcionalidad

Un ordenador cuántico no es una herramienta para uso popular ni cotidiano, como un ordenador personal (PC). Estas supercomputadoras son complejas y están concebidas para el ámbito corporativo, científico y tecnológico.

  • Arquitectura

La composición de un ordenador cuántico es más simple que la de uno convencional. No tiene memoria ni tampoco procesador. Estos equipos son un conjunto de qubits, la base de su funcionamiento.

Los ordenadores cuánticos son extremadamente sensibles y necesitan unas condiciones muy concretas de presión, temperatura y aislamiento para funcionar. La interacción de estas máquinas con partículas externas produce fallos de medición y el borrado de las superposiciones de estados. Por eso han de permanecer selladas y se manejan a través de ordenadores convencionales.

Un ordenador cuántico necesita de una presión atmosférica casi inexistente, de una temperatura ambiente cercana al cero absoluto (-273 °C) y también aislamiento del campo magnético terrestre para que los átomos no se muevan, colisionen entre sí o interactúen con el entorno.

 

Aplicaciones de la computación cuántica

Hablábamos antes de seguridad informática, biomedicina, desarrollo de nuevos materiales o economía. Algunos de los beneficios más interesantes de la computación cuántica son:

  • Finanzas

Para que las empresas optimicen sus carteras de inversión y mejoren los sistemas de detección del fraude.

  • Salud

Para el desarrollo de nuevos medicamentos, tratamientos personalizados genéticamente o la investigación del ADN.

  • Ciberseguridad

Grandes avances para la encriptación de datos como por ejemplo el nuevo sistema Quantum Key Distribution (QKD). Esta técnica para el envío de información sensible usa señales luminosas para detectar cualquier intromisión en el sistema.

  • Movilidad y transporte

La computación cuántica puede ayudar a diseñar aviones más eficientes. Además, los qubits permiten avances notables en los sistemas de planificación del tráfico y en la optimización de rutas.

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