Computadoras Cuánticas: Nueva tecnología, nuevas aplicaciones

Por Martin Arin

Nuestra era digital es todo acerca de los bits, aquellos precisos unos y ceros que son la materia básica de código de la computadora moderna. Pero algo está cambiando en el mercado…reconocen la siguiente imágen de una computadora?

Una computadora cuántica

Un nuevo y poderoso tipo de equipo computacional acaba de ser desplegado comercialmente por un importante contratista militar estadounidense, que está llevando la informática al ámbito extraño, subatómico de la mecánica cuántica.

En ese barrio infinitesimal, la lógica del sentido común ya no parece aplicarse. Un uno puede ser un uno, o puede ser un uno y un cero y todos los demás - todos al mismo tiempo.

Computadoras fabricadas por D-Wave

Suena absurdo, sobre todo para aquellos que están familiarizados con el 1 - 0 del mundo de la informática convencional. Pero los investigadores académicos y científicos de empresas como Microsoft, IBM y Hewlett-Packard han estado trabajando para desarrollar computadoras cuánticas.

El avance científico

De la misma manera que la astronomía requiere telescopios mas grandes, para alcanzar a analizar mas profundamente el cosmos, una mejor capacidad de procesamiento de información, lograría hacer mejores modelos de funcionamiento del Universo, que va desde un mejor entendimiento del Big-Bang, hasta decir de inmediato cómo los millones de líneas de software de gestión de una red de satélites reaccionarían a una explosión solar o un pulso de una explosión nuclear - algo que ahora puede tomar semanas, si acaso es posible de determinar.

¿Que potencia real tiene una computadora cuántica?

En abril de 2013 la empresa D-Wave Systems lanzó el nuevo computador cuántico D-Wave Two el cual es 500 mil veces superior a su antecesor D-Wave One, con un poder de calculo de 439 qubits (bits cuánticos). Éste último fue comparado con un computador basado en el microprocesador Intel Xeon E5-2690 a 2,9 GHz, obteniendo el resultado en promedio de 4000 veces superior..... funciona como un procesador de casi 12 mil GHz......

Fuera del laboratorio

Lockheed Martin - uno de los mayores contratistas de Defensa de USA - que compró una primera versión de un computador de la empresa canadiense D-Wave Systems  en el 2011 por 10 millones de U$S- tiene la suficiente confianza en la tecnología para colocar esa máquina a escala comercial, convirtiéndose en la primera compañía en utilizar la computación cuántica como parte de su negocio.

La Lockheed compró esta computadora con la esperanza de utilizar algoritmos cuánticos para localizar errores en el código base de misión crítica para el proyecto de jet F-35 de aviones de combate que se encuentra retardada.

Jet F-35

Si todo se realiza como Lockheed y D-Wave esperan, el nuevo diseño puede ser utilizado para impulsar el potencial de incluso los sistemas más potentes, ayudar a la solución de algunos problemas de la ciencia y comerciales, millones de veces más rápido que lo que se pueden hacer hoy.

La gente de Lockheed, dijo que su compañía utilizaría el nuevo ordenador cuántico para crear y probar radares complejos, elementos y sistemas de las aeronaves espaciales. 

La NASA junto con D-Wave y Google están desarrollando un sistema de inteligencia artificial nuevo. (parece que estamos mas cerca de los cerebros positrónicos de Isaac Asimov!)

Procesador "cuántico" de la firma D-Wave

"Esta es una revolución, similar a la de los primeros días de la computación", dijo. "Es una transformación en la forma que las computadoras piensan." 

Muchos otros podrían encontrar aplicaciones para computadoras de D-Wave. Los investigadores del cáncer ven un potencial para moverse rápidamente a través de grandes cantidades de datos genéticos. La nueva tecnología también podría ser utilizada para determinar el comportamiento de las proteínas en el genoma humano, un problema más grande y más dificil que la secuencia del genoma. Los investigadores de Google han trabajado con D-Wave en la aplicación de los computadores cuánticos para reconocer los coches y lugares de interés, un paso crítico en la gestión de la auto-conducción de vehículos.

La Computación cuántica es mucho más rápida que la computación tradicional debido a las inusuales propiedades de las partículas en el nivel más bajo. En lugar de la precisión de unos y ceros que se han utilizado para representar los datos desde los primeros días de las computadoras, la computación cuántica se basa en el hecho de que las partículas subatómicas habitan en una gama de estados. Relaciones diferentes entre las partículas pueden también coexistir. Los estados posibles se pueden reducir a determinar un resultado óptimo entre una infinidad de posibilidades rápidamente, lo que permite a ciertos tipos de problemas resolverlos rápidamente.

D-Wave, una empresa de 12 años de edad, con sede en Vancouver, ha recibido inversiones de Jeff Bezos, fundador de Amazon.com, que opera uno de los sistemas de computadoras más grandes del mundo, así como del banco de inversión Goldman Sachs y de In-Q-Tel, una empresa de inversión con estrechos vínculos con la Agencia Central de Inteligencia y otras agencias gubernamentales.

"Lo que estamos haciendo es un desarrollo paralelo a la clase de informática que hemos tenido durante los últimos 70 años", dijo Vern Brownell, director ejecutivo de D-Wave.

Vern Brownell, quien se unió a D-Wave en 2009 (presidente y CEO), fue hasta el año 2000 el director técnico de Goldman Sachs. "En aquellos días, tuvimos 50.000 servidores sólo para hacer simulaciones", para averiguar las reacciones a las distintas estrategias comerciales, dijo. "Estoy seguro de que hay mucho más que eso ahora, pero vamos a ser capaces de hacer eso con una máquina, por mucho menos dinero".

IBM por su lado estima que las computadoras cuánticas estarían disponibles para la venta en hogares en 2023-25.