La computación cuántica lleva muchos años creando expectación entre la comunidad científica y los especialistas en informática. Ese entusiasmo está empezando a trasladarse a la comunidad en general gracias a una serie de hitos e inversiones multimillonarias.
El potencial de la informática cuántica
La computación cuántica ha cautivado los corazones y las mentes por su enorme potencial, aún sin explotar. Los expertos de la industria creen que podría tener un amplio impacto en todo, desde el desarrollo de medicamentos y materiales hasta la ciberseguridad y la previsión meteorológica, lo que también podría ayudarnos en la lucha contra el cambio climático.
«A medida que la tecnología mejora, surgen aplicaciones y se obtienen fondos serios de gobiernos y empresas, la computación cuántica ha entrado en la corriente principal como tecnología clave», afirma Anders Karlsson, vicepresidente de Redes Estratégicas Globales de la editorial de ciencia y tecnología Elsevier. «Potencialmente, los ordenadores cuánticos pueden resolver problemas difíciles o que estarían completamente fuera del alcance incluso de los ordenadores tradicionales más potentes».
Estos problemas van desde la optimización logística hasta la química cuántica para el descubrimiento de fármacos, pasando por problemas computacionalmente complejos como la factorización de números primos, cuya dificultad subyace en la seguridad del cifrado de Internet.
Cómo funciona la computación cuántica (de un vistazo)
Los bloques de construcción de los ordenadores cuánticos son los bits cuánticos, o qubits, que pueden existir en múltiples estados a la vez, una propiedad llamada superposición.
«Un solo qubit puede estar en dos estados simultáneamente: 0 y 1», explica Heike Riel, becaria de IBM, directora del Departamento de Ciencia y Tecnología. Con dos qubits se pueden crear cuatro estados (2 al segundo), con tres qubits se pueden crear ocho estados (2 al tercero) y así sucesivamente.
«Por cada qubit que añadimos, duplicamos el número de estados en la superposición y esto es lo que significa un aumento exponencial de la potencia de cálculo mediante la computación cuántica», dice Riel. «Con sólo 60 qubits obtenemos más estados de los que se pueden almacenar en el mayor superordenador clásico del mundo, y con unos cientos de qubits hay más estados que el número de átomos de todo el universo visible».
Este es un momento especialmente emocionante para la tecnología. Tony Uttley, presidente de Honeywell Quantum Solutions, llega a predecir que la computación cuántica eclipsará la capacidad de cálculo de los ordenadores clásicos en los próximos 12 o 18 meses.
«En ese plazo esperamos ver con más frecuencia ejemplos de ordenadores cuánticos que hagan algo imposible en una máquina clásica», afirma Uttley.
En medio de una «carrera cuántica»
En su reciente informe sobre las tendencias emergentes en computación cuántica, Elsevier afirma que estamos en medio de una «carrera cuántica», con el Reino Unido, Estados Unidos y la UE invirtiendo cada uno más de mil millones de dólares en esta tecnología. Su potencial le confiere una importancia estratégica nacional, ya que los países que realicen los mejores avances en computación cuántica podrán utilizarla en aplicaciones industriales de última generación.
«No sólo los gobiernos pueden beneficiarse de la inversión temprana», señala Matthew Brisse, vicepresidente de investigación de Gartner. «Los que inviertan ahora tendrán una ventaja competitiva en el futuro y podrán cambiar su sector mediante innovaciones cuánticas o híbridas. Los beneficios empresariales clave incluyen la diferenciación del mercado y la transformación del negocio o de la industria».
¿En qué punto nos encontramos?
Todavía es muy pronto para las aplicaciones de la computación cuántica. En este momento, la atención se centra en comprender mejor y garantizar la confianza en la tecnología.
Uttley señala que estamos en una ventana histórica muy estrecha en la que la solución de un ordenador cuántico puede compararse con la de una máquina clásica. «Es previsible que en unos 18 meses superemos nuestra capacidad de simular un ordenador cuántico de forma clásica. Este periodo es valioso para crear confianza al validar las respuestas que nos dan los ordenadores cuánticos. Una vez superado este punto, las empresas simplemente tendrán que confiar en que estos ordenadores producirán el resultado esperado».
Karlsson señala que, aunque la mayor parte de la investigación tiene lugar en el ámbito académico, hay empresas que llevan mucho tiempo invirtiendo en este campo, como IBM, Microsoft, Google y NTT, y otras que son cada vez más activas con inversiones importantes, como Intel, Amazon y Alibaba. Organizaciones de diferentes sectores están colaborando con estas empresas y utilizando sistemas cuánticos para averiguar cómo aprovechar la tecnología.
«Desde el punto de vista de los usuarios, BMW trabaja con Honeywell e IBM ha informado de la existencia de 100 usuarios corporativos, entre ellos Delta Airlines, Daimler y JP Morgan Chase and Co», afirma Karlsson. «Los usuarios están estudiando hoy la computación cuántica para entender las implicaciones a largo plazo de la tecnología, cuándo considerar su adopción como un diferenciador competitivo y en términos de optimización logística. En la industria farmacéutica, 17 empresas han formado el grupo QuPharm para colaborar en la tecnología de la computación cuántica».
Prepararse para la «ventaja cuántica»
Hoy en día, las organizaciones hablan de la «ventaja cuántica» y quieren estar preparadas para cuando la tecnología esté madura.
«Eso significa hacer accesible la computación cuántica y desarrollar la experiencia en todo el mundo», dice Riel. «La aceleración de la investigación y el desarrollo de aplicaciones, así como el aprendizaje y la educación, son fundamentales. Por ello, IBM ha desarrollado la herramienta de software de código abierto Qiskit, que permite a cualquier persona, desde estudiantes hasta profesionales, aprender a codificar y desarrollar programas para ordenadores cuánticos».
Los analistas estiman que habrá algunos avances en los próximos cinco años, pero habrá que esperar al menos entre 10 y 15 años para conseguir una verdadera «ventaja cuántica» para los casos de uso empresarial.
Sin embargo, cuando las aplicaciones de la computación cuántica despeguen, será mucho más difícil para las empresas alcanzar a las que se han comprometido antes, por lo que sugieren empezar a examinar la tecnología ahora.
«El objetivo no es ocuparse de la computación en sí misma, sino considerarla como una herramienta, como lo era la inteligencia artificial hace 10-15 años», sugiere Brisse. «Aquellos que inviertan en la comprensión y el desarrollo de algoritmos cuánticos hoy tendrán una ventaja significativa sobre los que esperen».
«Los CIOs deberían comenzar su viaje cuántico hoy mismo. Determine si hay casos de uso que podrían, en el futuro, aportar valor empresarial. Contratar a físicos cuánticos en nuevas funciones. Son relativamente fáciles de contratar, pero no va a ser así a largo plazo, al igual que ocurrió con la inteligencia artificial.»
«Tener acceso a esta comunidad de personas es increíblemente importante ahora mismo», coincide Uttley. «Sugerimos que las empresas creen al menos un pequeño equipo que entienda de física y mecánica cuántica. No tienen que ser capaces de construir su propio ordenador o algoritmo cuántico, sino entender cómo se pueden aplicar estos algoritmos a sus casos de uso.»
Redacción CambioDigital OnLine
