FayerWayer | La computación cuántica es un concepto que aún nos da más interrogantes que certezas.
La computación cuántica no es ciencia ficción, pero tampoco es algo que tengamos internalizado en el cotidiano vivir. Sus qubits y sus funciones aún no las tenemos del todo claras.
¿Para qué sirve realmente? ¿Qué beneficios tiene y por qué es importante que podamos dominarla lo antes posible?.
Lo cierto es que en Fayerwayer hablamos con uno de los grandes expertos del tema en el mundo, el Dr. Bob Sutor, Vice Presidente, de IBM Q Strategy & Ecosystem, de IBM Research.
Sutor estuvo detrás de IBM Q System One, un maravilloso computador cuántico que la marca presentó en CES 2019 en Las Vegas.
Fayerwayer: Comencemos con algo muy básico: ¿Qué es la computación cuántica y para qué sirve?
Bob Sutor: Las computadoras cuánticas operan en formas completamente diferentes y sorprendentes de las computadoras clásicas de hoy. Aprovechan los fundamentos de la naturaleza para realizar cálculos. En lugar de utilizar solo los valores 0 o 1 clásicos que son los elementos básicos de la información para las computadoras clásicas, como computadoras portátiles, teléfonos o supercomputadoras, las computadoras cuánticas tienen bits cuánticos o qubits. En lugar de tener solo 0 o 1, un qubit tiene dos dimensiones completas de espacio computacional y esto se duplica cada vez que se agrega un qubit adicional.
Si bien aún queda mucho por hacer en el desarrollo de los qubits tolerantes a fallas, solo 275 de ellos podrían representar más valores que átomos en el universo observable. Obtenemos esto aprovechando el maravilloso y a veces extraño poder de la mecánica cuántica. Este potencial para resolver problemas intratables para las computadoras clásicas es la razón de la emoción para la computación cuántica. La simulación en química de nuevos fármacos y materiales es solo una posible área de aplicación. Encontrar las mejores soluciones para una logística eficiente y cadenas de suministro globales, como optimizar las operaciones de la flota, puede ser otra.
FW: Hablemos del IBM Q System One. ¿Cuáles son sus principales características y para qué fue diseñado?
BS: IBM Q System One es el primer sistema de computación cuántica universal totalmente integrado de la industria, diseñado y construido para escalar el uso científico y comercial. Utilizamos un enfoque de ingeniería de sistemas con todos los aspectos del sistema, combinando el diseño de hardware de múltiples componentes personalizados: ingeniería criogénica para aislar los qubits, firmware cuántico para permitir actualizaciones sin tiempo de inactividad, así como computación clásica para el acceso seguro a la nube y la capacidad de ejecutar algoritmos cuánticos híbridos.
Esta integración electrónica del sistema mejoró el procesador cuántico de cuarta generación de 20 qubit de IBM, duplicando su precisión promedio y reduciendo la variabilidad de las puertas de dos qubit a la mitad, en comparación con la generación anterior. La integración de todos los componentes dentro de la caja de vidrio de control del entorno redujo la huella de IBM Q System One en tres veces en comparación con una instalación de laboratorio estándar. El IBM Q System One está diseñado para la investigación y la experimentación comercial continua por parte de las empresas, instituciones académicas, laboratorios de investigación y nuevas empresas de IBM Q Network of Fortune 500.
FW: ¿Cuánto tiempo demorará en consolidarse masívamente la computación cuántica?
BS: Las computadoras cuánticas no son un reemplazo para las clásicas. Complementarán los sistemas tradicionales en el futuro previsible, ayudando a resolver ciertos problemas que son demasiado grandes o requieren mucho tiempo para la computación clásica. Se accederá a las computadoras Quantum a través de los centros de datos en la nube para permitir el equilibrio de carga, el mantenimiento y las actualizaciones rápidas del sistema.
FW: ¿Qué usos de la vida diaria podrían facilitarse o resolverse con el uso de la computación cuántica?
BS: Las computadoras cuánticas podrían ayudar a desentrañar la complejidad de las interacciones moleculares y químicas para descubrir nuevos medicamentos y materiales. En finanzas, las computadoras cuánticas podrían ayudar a optimizar las carteras de jubilación, mejorar los precios de los activos y computar un análisis de riesgos más rápido y preciso. La inteligencia artificial también puede beneficiarse de una computación más rápida y nuevos algoritmos que utilizan las propiedades de la computación cuántica para identificar patrones de formas nuevas y más rápidas.
FW: ¿Qué habilidades especiales necesitaría un programador para una computadora cuántica?
BS: La IBM Q Experience, de uso gratuito, y nuestra plataforma de software de código abierto, Qiskit, utilizan los portátiles Python y Jupyter, que se están convirtiendo en partes estándar de los kits de herramientas de muchos programadores. Hasta la fecha, más de 100,000 usuarios de IBM Q Experience han realizado más de 7 millones de experimentos y han publicado más de 130 artículos de investigación. Entonces, mientras que la mecánica cuántica y la física cuántica son conceptos difíciles de dominar, no son impedimentos para aprender los conceptos básicos de la programación de una computadora cuántica.
Esta accesibilidad es la razón por la que IBM quiere ayudar a todos, desde los estudiantes hasta los profesionales de la industria, a que se «preparen» con los sistemas actuales. Esperamos que la computación cuántica se convierta en algo omnipresente en las aulas universitarias, desde ciencias de la computación hasta clases de química y negocios. Los estudiantes deben comenzar a entender la tecnología y considerar cómo la computación cuántica podría influir en sus trayectorias profesionales.