¿Qué es la Computación Cuántica y cuáles son sus ventajas y desventajas?

Académicos, gobiernos y grandes empresas de tecnología llevan varios años trabajando en algo que dicen que va a cambiar a la humanidad. Hablamos de la Computación Cuántica, una promesa en la que se han invertido millones de dólares con el objetivo de contar con una nueva herramienta para resolver los retos y problemas complejos de la humanidad.

¿Qué es la Computación Cuántica?

La computación cuántica es una forma de procesamiento de información que se basa en los principios de la mecánica cuántica. En la computación cuántica, la información se procesa utilizando cúbits (qubits, en inglés) en lugar de bits. Los bits son unidades de información clásicas que solo pueden ser 0 o 1, mientras que los qubits pueden ser 0, 1 o ambos al mismo tiempo.

La Computación Cuántica une disciplinas como ciencias de la computación, física y matemáticas y aprovecha aspecto de la mecánica cuántica para resolver problemas complejos que ordenadores tradicionales no pueden. A diferencia de la computación clásica, la Computación Cuántica se caracteriza por su mayor potencia de cálculo, su capacidad de memoria y menor consumo de energía. 

Asimismo, los cúbits desempeñan una función similar a los bits para ejecutar algoritmos cuánticos multidimensionales. 

¿Para qué sirve la Computación Cuántica?

La Computación Cuántica está abriendo las puertas a un nuevo nivel de procesamiento para solucionar asuntos que hasta el momento se creían imposibles de resolver. Por ejemplo, las computadoras cuánticas pueden realizar simulaciones moleculares de alta velocidad y precisión, lo que acelera los descubrimientos científicos. 

Dentro de las principales funciones que podemos realizar con la Computación Cuántica están la resolución de problemas de optimización, lo que significa encontrar la mejor solución entre múltiples posibilidades. Otro aspecto para lo que será muy útil es la simulación, ya que permitirá entender fenómenos a los que no se tiene acceso físico, por ejemplo, creando gemelos digitales para analizar patrones meteorológicos.

Igualmente, podemos encontrar usos potenciales en otros sectores que estarán paulatinamente disponibles con las investigaciones que se están llevando a cabo. Se prevé que la Computación Cuántica podrá generar importantes descubrimientos en disciplinas como medicina, genómica, química, y física. 

Algunos escenarios que se pronostican son en el campo de la farmacéutica, ya que la Computación Cuántica puede acelerar la investigación, el diseño de fármacos, las pruebas de toxicidad y hacer llegar más rápido los medicamentos a la gente que los necesita. Asimismo, la industria automotriz puede aprovechar esta tecnología para el diseño de productos, gestión de la cadena de suministro, producción y gestión de la movilidad y el tránsito. En el sector financiero, la Computación Cuántica podría ayudar a mitigar riesgos y gestionar carteras.

Finalmente, la tecnología cuántica ha sido inspiración para desarrollar herramientas como sensores cuánticos y la seguridad cuántica, lo que evidencia su gran potencial y que todavía queda mucho más por descubrir. 

Ventajas y desventajas de la Computación Cuántica

Según IT Release, la Computación cuántica tiene las siguientes ventajas: 

• Cálculos más rápidos

La Computación Cuántica puede procesar datos 100 veces más rápidos que una computadora digital o una supercomputadora, es decir, lo que le puede tomar años a una computadora clásica, a una computadora cuántica le tomará segundos. 

• Es excelente para la simulación

Tiene la capacidad de simular datos y con ayuda de algoritmos podrá crear escenarios, por ejemplo, para enfrentar los retos climáticos, temas de logística, e incluso para diagnosticar enfermedades.

• Búsquedas en Google

Google hace uso de la Computación Cuántica para perfeccionar las búsquedas. Con esta podemos obtener resultados más precisos y relevantes. 

• Privacidad

La Computación Cuántica destaca por la capacidad para lograr algoritmos de criptografía de alto cifrado, lo que hace prácticamente imposible quebrar su seguridad. 

• Inteligencia Artificial

Trabajando conjuntamente con la computación cuántica, la inteligencia artificial se beneficia del poder de procesamiento cuántico para procesar mayores volúmenes de información en menor tiempo y así poder afinar sus procesos de respuesta con mayor precisión.

• Aprendizaje automático

Combinando ambas tecnologías se simplifican los procesos, se reduce el uso de código y se aprovecha el Aprendizaje Automático para potenciar los resultados. 

Algunas de las desventajas que podemos encontrar son:

• Creación de algoritmos

Es necesario escribir nuevos algoritmos para cada cálculo que se le solicite a diferencia de la computación tradicional. 

• Funciona a una temperatura muy baja

Debido a que el procesamiento que realiza es muy demandante, necesita estar a una temperatura de -240 °C, la cual es muy difícil de mantener. 

• No está disponible para todos

Su uso no está disponible para el público general porque aún está en fase de desarrollo y sus elevados costos.

• Seguridad en Internet

Los científicos piensan que si se implementa la Computación Cuántica con éxito, la seguridad del Internet estará en riesgo, ya que se podrán descifrar los códigos y contraseñas en segundos.  

Fuentes: 

IBM, What is quantum computing?: https://www.ibm.com/topics/quantum-computing 

IT Release, Advantages and disadvantages of quantum computers: https://www.itrelease.com/2020/10/advantages-and-disadvantages-of-quantum-computers/ 

McKinsey Digital, Quantum computing use cases are getting real-what you need to know: https://www.mckinsey.com/capabilities/mckinsey-digital/our-insights/quantum-computing-use-cases-are-getting-real-what-you-need-to-know