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La evolución de la computación cuántica

La computación cuántica representa una de las fronteras más emocionantes y desafiantes de la tecnología moderna.

A diferencia de los ordenadores clásicos, que procesan información utilizando bits (0 o 1), los ordenadores cuánticos emplean qubits, que pueden representar 0, 1 o una superposición de ambos simultáneamente.

Esta capacidad, junto con fenómenos cuánticos como el entrelazamiento, les confiere un poder computacional exponencial que promete revolucionar campos como la medicina, la criptografía y la inteligencia artificial.

Los fundamentos cuánticos: bits vs. qubits

Para comprender la computación cuántica, es fundamental entender la diferencia entre los bits clásicos y los qubits.

Esto significa que un solo qubit puede almacenar más información que un bit clásico.

Además, cuando múltiples qubits están entrelazados, sus estados se correlacionan de tal manera que el estado de uno afecta instantáneamente el estado de los demás, sin importar la distancia.

Esta interconexión permite a los ordenadores cuánticos explorar múltiples posibilidades simultáneamente, lo que los hace increíblemente potentes para ciertos tipos de problemas.

La evolución histórica de la computación cuántica

La idea de la computación cuántica no es nueva, pero su desarrollo ha sido un camino largo y complejo:

Richard Feynman, un físico ganador del Premio Nobel, fue uno de los primeros en proponer la idea de construir ordenadores que operaran bajo los principios de la mecánica cuántica para simular sistemas cuánticos complejos que los ordenadores clásicos no podían manejar.

David Deutsch, otro pionero, formalizó la idea de una máquina de Turing cuántica.

Peter Shor desarrolló el algoritmo de Shor en 1994, que demostró que un ordenador cuántico podría factorizar números grandes de manera eficiente, lo que tendría profundas implicaciones para la criptografía de clave pública, que se basa en la dificultad de este problema para los ordenadores clásicos.

En 1996, Lov Grover desarrolló el algoritmo de Grover, que puede acelerar la búsqueda en bases de datos no estructuradas. Estos algoritmos demostraron el potencial práctico de la computación cuántica.

Se lograron avances significativos en la construcción de qubits y la demostración de operaciones cuánticas básicas.

Investigadores comenzaron a experimentar con diferentes tecnologías para construir qubits, incluyendo iones atrapados, circuitos superconductores y puntos cuánticos.

Esta década ha sido testigo de un rápido progreso en la construcción de ordenadores cuánticos con un número creciente de qubits, aunque todavía son «ruidosos» (propensos a errores) y de «escala intermedia» (no lo suficientemente grandes como para superar a los superordenadores clásicos en todas las tareas).

Empresas como IBM, Google, Rigetti y D-Wave han lanzado sus propios procesadores cuánticos y han hecho que el acceso a ellos sea posible a través de la nube.

Si bien el término y la afirmación han sido objeto de debate, marcó un hito importante en la capacidad de los ordenadores cuánticos para realizar cálculos que están más allá del alcance de los sistemas                       clásicos.

Tecnologías de qubits y desafíos actuales

La construcción de qubits estables y capaces de realizar operaciones complejas es uno de los mayores desafíos. Las principales tecnologías de qubits incluyen:

Los desafíos actuales en la computación cuántica incluyen:

Aplicaciones potenciales y el futuro

A pesar de los desafíos, el potencial de la computación cuántica es inmenso:

El futuro de la computación cuántica es prometedor, pero requerirá una inversión continua en investigación y desarrollo, y la colaboración entre el sector educativo, la industria y los gobiernos.

Si bien los ordenadores cuánticos de propósito general aún están lejos, los avances en los dispositivos NISQ ya están permitiendo la exploración de problemas que antes eran inalcanzables, marcando el comienzo de una nueva era en la computación.

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