Según la Consultora MarketSandMarket proyecta para el año 2026, el mercado de sistemas y servicios de informática cuántica crecerá cada año en un promedio del 30%, llegando a generar inversiones de 1,765 millones de dólares.
Pero porque en la actualidad empresas como Google, Microsoft , Amazon e IBM así como los gobiernos de Estados Unidos (Inversión 1,000 Millones de Dólares) , China , Europa y Reino Unido (Inversión 1,340 Millones de Dólares) apuestan por la carrera de ser los primeros en implementar Computadores basada en la Computación cuántica y el aceleramiento en el desarrollo de hardware y software centrado en desarrollar computadoras que soporten algoritmos basado en las propiedades de la mecánica cuántica, quizás existan 02 razones fundamentales por la cual es vital lograr el auge en este nuevo campo computacional de los cuales comento a continuación:
1. La Caducidad del procesamiento en la computación clásica: El transistor es la base de la computación clásica el cual permite emular el comportamiento de un bit que trabaja a nivel de voltajes eléctricos (con su estados 0 ó 1 ) , estos estados permiten por ejemplo en tu computadora guardar un documento o enviar un correo electrónico, es llamado el lenguaje de máquina a bajo nivel con el cual comprende tu computadora que actividades o algoritmos debe ejecutar, entendamos que a mayor capacidad de procesamiento y rapidez de cálculo en tu computadora requerirás colocar una cantidad considerable de chips que se encuentran conectado con una cantidad mayor de transistores permitiendo realizar los cálculos en el menor tiempo posible, por ejemplo desde que enciendes tu computadora realiza diferentes cálculos computacionales como por ejemplo activar el sistema operativo , abrir un correo electrónico, leer un documento de texto o quizás crear un nueva presentación en PowerPoint, todas estas acciones se realizan a través de los clics con el mouse o escritura en el teclado que tienes como periféricos de entrada en tu computadora y los cuales se convierten en algoritmos computacionales ejecutados dentro de tu laptop, Tablet, móvil o computadora de casa, a mayor necesidad de cálculos computacionales mayor es la cantidad de chips y transistores que debe contener tu dispositivo, debido a ello los chips y transistores deben evolucionar a un menor tamaño para aumentar la velocidad de cálculo y no diseñar dispositivos con mayor tamaño físico, inclusiva diseñar chips a medidas microscópicas, hoy los microchips se miden en nanómetros. Intel en 1972 fabrico su chips al tamaño de 10 micrómetros, luego la tecnología fue avanzando reduciendo a 90 nanómetros, 65, 45 ,22 ,14 , en la actualidad hemos llegado a los 5 nanómetros, pero los especialistas e investigadores concluyen que llegar a producir chips infinitamente pequeños inclusive a escala de los nanómetros el nivel de voltaje eléctricos por lo cual los electrones se envíen comiencen a escapar de los canales por el que debería circular y los chips dejarían de funcionar correctamente, es decir los algoritmos computacionales tendrán a tener mayor error de no ejecutar correctamente los procesamientos que se le indique. Esto ha dado a las empresas fabricantes de esta tecnología motivos de evaluar otras opciones de como la estructura de la computación puede trabajar aplicando las propiedades de la física cuántica.
A continuación, un gráfico que muestras la evolución de los procesadores a niveles de nanómetros:
2. La velocidad de cálculo con la computación cuántica: Como explicamos la computación clásica se comporta a nivel de bit solo puede tomar estados 0 ó 1 (voltajes eléctricos) pero en la computación cuántica los valores que toma son todos los estados a la vez (0 ó 1 ó 0 y 1) a través de una de sus propiedades denominada superposición el cual permite realizar varias operaciones computacionales a la vez y produciendo un resultado de forma exponencial veloz y eficiente.
Hablar de este nuevo paradigma de la computación significa hablar de Qubit (Quantum Bit), en este escenario hablaremos en términos de Qubit para ello es necesario entender sus propiedades como la de “superposición” y “entrelazamiento”.
La Propiedad de la Superposición: Es la capacidad del Qubit de representar múltiples combinaciones simultáneamente, permitiendo realizar cálculos con múltiples respuestas en un momento determinado, debido a este fenómeno un computador cuántico puede calcular un gran número de resultados potenciales con una velocidad que supera con creces al computador clásico.
La Propiedad del Entrelazamiento: Es la capacidad del Qubit de encontrarse vinculado a otro Qubit en un mismo estado cuántico, al cambiar de estado alguno de ellos automáticamente el Qubit vinculado también cambia su estado, realizar el mismo esfuerzo en un computador clásico y duplicar el número de bits implicaría duplicar la capacidad de procesamiento (es decir más transistores). Es por ello la razón de su potencial en ofrecer mejor resultados acelerando los cálculos mediante los algoritmos cuánticos que apliquen con esta propiedad.
En Resumen, la velocidad lo es todo en este mundo que exige rápida respuesta a patrones o comportamientos que tiene constantemente una variable fundamental “el cambio”.
Pero que aplicaciones hoy la computación cuántica están desarrollando a nivel de las empresas en todo el mundo pues aquí les detallo unos ejemplos:
1.Tecnología en Ciberseguridad: Entender que la información se ha transformado en la nueva Pepita de Oro, producto de la explotación del uso del Internet, es por ello que las empresas se encuentran en constante actualizaciones ante los ciberataques a la información sensible y vital de cada compañía, entender los riesgos de seguridad implica entender cómo se aplica la criptografía para proteger por ejemplo las transacciones electrónicas a nivel de operaciones bancarías, o validar las firmas digitales para autenticar un origen y un destino de una transferencia de información. Para ello el diseño de algoritmos en la computación clásica se encuentra esencialmente en la longitud del cifrado de la clave o llave de seguridad que viaja por la internet de un punto de origen (que puede ser Mi App de mi Banca móvil) hasta un destino (El Servidor del Banco). Sin embargo, con la computación cuántica se puede ejecutar algoritmos de prueba de posibles llaves de seguridad en forma simultáneamente ejecutando en un menor tiempo alternativas de vulnerabilidad de encontrar esa llave de seguridad que nos permita obtener la información que viaja en la internet. Es por ello que Paises y Empresas han invertido en desarrollo de cifrados cuánticos resistentes y en la preparación de profesionales en criptoanálisis cuántico y criptografía poscuantica.
2.Industria Farmacéutica: La Empresa GTN Ltd. desarrolla tecnología que con la computación cuántica permite implementar técnicas que impulsan el desarrollo de medicamentos, con el objetivo de suministrar fármacos más rápido a toda la sociedad, sobre todo a los países que hay menor accesibilidad en medicinas. En promedio lanzar un nuevo medicamento al mercado y su comercialización puede llegar hasta 15 años que todo el mundo tenga acceso. Así Generative Tensorial Networks software que combina las técnicas de aprendizaje automático con la computación cuántica, tiene la capacidad de contestar por si misma nuevos datos dando un contexto de inteligencia autómata en la simulación, filtración y elección de las diferentes componentes para la creación de un medicamento en el laboratorio.
3.Industria Automotriz: La Empresa Volkswagen aplico la computación cuántica para el desarrollo de una composición química en baterías de alto rendimiento para vehículos eléctricos, la molécula con componentes litio-hidrogeno con cadenas de carbono, pretende con ello simular la estructura química de una batería eléctrica completa y entrar a la fase de fabricación en un corto plazo. Los algoritmos cuánticos usan los criterios tales como reducción de peso, densidad o potencia máxima dándole un impacto positivo a la compañía en la fabricación de automóviles sin emisiones de CO2.
4.Industria Aeronáutica: La Empresa Airbus aplico la computación cuántica para modelar soluciones a problemas de optimización como por ejemplo calcular simulaciones de las trayectorias de ascenso y descenso de los aviones de una forma más eficiente bajo el enfoque del ahorro de combustible. A través de iniciativas como el Quantum Computing Challenge (AQCC), dándole un impacto positivo en las emisiones de CO2, contribuyendo a ser una empresa eco sostenible.
En Resumen, La computación cuántica se encuentra en pleno auge e impactará en el desarrollo de iniciativas transversales tales como la Inteligencia artificial, Aprendizaje automático, Geometría Computacional, Procesamiento de imágenes.
Las empresas hoy la computación cuántica para la optimización y productividad de un mejor servicio orientado a la huella ambiental y las grandes potencias mundiales se encuentran en investigación en los usos que competen geopolíticamente el uso de este nuevo campo computacional en los diferentes ejes del Estado, no dudemos que seguiremos avanzando en el uso en nuevas vertientes como La Medicina, La Política o en el entendimiento de nuestra naturaleza como por ejemplo Catástrofes Naturales.