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La década de Quantum: IBM predice la década de 2023 cuando Quantum comenzará a resolver problemas del mundo real

La decada de Quantum IBM predice la decada de 2023
Imagen: iStockphoto/niplot

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Después de décadas de investigación teórica, la computación cuántica promete tener un gran impacto para ayudar a resolver algunos de los problemas comerciales más apremiantes, como ayudar a las empresas a reducir su huella de carbono y proteger al mundo de la próxima pandemia. Las empresas que comienzan su viaje cuántico ahora obtendrán grandes recompensas en la década de 2023, según un nuevo estudio del IBM Institute for Business Value.

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Bob Sutor, el principal experto en índices cuánticos de IBM, dice que la década de 2023 es un punto de inflexión para la computación cuántica, ya que las computadoras cuánticas se han vuelto «muy estables» desde que la compañía puso su primer sistema en la nube el 4 de mayo de 2016.

Avance rápido hasta el domingo 27 de junio de 2023 e IBM ha ejecutado 900 mil millones de circuitos o programas en su hardware cuántico. «Para mediados de agosto, habremos roto un billón de circuitos», dijo Sutor. Esto conduciría a una «ventaja comercial cuántica», que IBM cree que una computadora cuántica combinada con un sistema clásico resolvería algunos problemas mejor que un sistema clásico solo.

Los bits de computadora clásicos pueden almacenar información como 0 o 1.

«El poder de la computación cuántica se basa en dos piedras angulares de la mecánica cuántica: la interferencia y el entrelazamiento. El principio de la interferencia permite que las computadoras cuánticas cancelen las soluciones no deseadas y mejoren las correctas», dice el informe.

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El entrelazamiento significa que el estado combinado de los qubits (unidades de información cuántica) contiene más información que los estados individuales de los qubits, según el informe. «En general, estos dos principios no tienen un análogo clásico, y modelarlos en una computadora clásica requiere recursos exponenciales».

Donde sobresalen las computadoras cuánticas

Las ciencias naturales/química y la inteligencia artificial/aprendizaje automático son áreas en las que IBM espera que las computadoras cuánticas sean de gran ayuda, dijo Sutor. La IA se ocupa de los datos, pero también de las matemáticas intensivas en computación, el tipo de matemáticas en las que las computadoras cuánticas son muy buenas, dijo.

“Entonces, la primera forma en que esperamos que la tecnología cuántica ayude a la IA es que podría permitirnos hacer algunos cálculos con la IA mucho más rápido que hoy”, dijo.

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En comparación con los sistemas tradicionales, donde la IA consiste en gran medida en encontrar patrones en los datos y hacer algo con esa información, los sistemas cuánticos son buenos en eso, dijo.

«La computación cuántica nos permite ver información de formas que no son obvias para la IA tradicional. Diferentes modelos de computación cuántica pueden permitirnos ver patrones en la información que son difíciles de ver clásicamente o que posiblemente no se pueden ver».

Además de acelerar la computación, los qubits tienen «un poder de cómputo adicional sustancial, ya sea solos o especialmente cuando muchos qubits trabajan juntos», dijo Sutor. Un qubit puede contener dos piezas de información. Cada vez que agrega más qubits, «potencialmente duplica la potencia informática y la cantidad de información que puede procesar».

Para cuando 275 «muy buenos qubits» trabajen juntos, «seremos capaces de hacer cálculos usando más información que átomos hay en el universo observable», dijo. Con más qubits, dijo, las personas podrán estudiar cosas complejas como nuevos antibióticos y nuevos medicamentos antivirales.

Construyendo una fuerza de trabajo cuántica

Los esfuerzos de IBM para desarrollar sus sistemas cuánticos «van muy bien», dijo Sutor. La creación de hardware y software cuánticos requiere muchos tipos de personas, especialmente aquellas con la capacidad de crear aplicaciones, algoritmos y piezas reutilizables.

También existe la necesidad de personas que puedan trabajar tanto en sistemas cuánticos como clásicos, y aquellos que trabajan en industrias específicas, que puedan tomar componentes básicos cuánticos y combinarlos con los de los sistemas clásicos. «Juntos crearán estos programas, estas nuevas aplicaciones que demuestran una ventaja cuántica», dijo. «Eso es lo que esperamos que suceda en esta década».

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Como resultado, las organizaciones ahora necesitan comprender la computación cuántica para que puedan brindar una «educación básica» relevante para su industria, dijo. Luego, pueden comenzar a usar cuántica y aprovechar Qiskit, un marco de código abierto para trabajar con computadoras cuánticas. Cientos de personas en Qiskit han contribuido al software, que se ha descargado más de 600.000 veces, dijo Sutor.

Este es el talento central que surgirá en los próximos años, trabajando con las empresas para prepararlas para examinar casos de uso potenciales para que puedan comenzar a usar computadoras cuánticas, dijo.

¿Qué sigue para la computación cuántica?

El dispositivo cuántico más grande de IBM hasta la fecha tiene 65 qubits y tiene el tamaño de un chip de un centavo de 18 milímetros, dijo. “Para fines de este año, tendremos un dispositivo con 121 qubits, lo cual es un hito muy importante”.

Para fines de 2023, IBM tendrá una computadora cuántica en la nube con más de 1,000 qubits.

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Esto es importante porque para demostrar que la computación cuántica puede resolver problemas mejor que las computadoras clásicas por sí solas, «necesitamos tener un sistema de computación cuántica con suficientes qubits para hacer el trabajo de ‘resolver el problema’, y los qubits deben ser altos calidad”, dijo.

IBM Quantum Network también ofrece programas para organizaciones que desean realizar investigaciones avanzadas. Tiene 150 miembros de compañías Fortune 500, laboratorios de investigación, nuevas empresas y universidades, dijo.

“Son estas personas las que usan sus necesidades y su propia investigación para empujarnos a usar el sistema de IBM para darnos una ventaja cuántica”, dijo Sutor.

En términos de aplicaciones comerciales, el fabricante de automóviles Daimler, por ejemplo, está «preocupado por las nuevas baterías de litio», dijo. Las empresas podrían comenzar a usar computadoras cuánticas para resolver problemas difíciles, «por eso creemos que esta es la década cuántica», dijo. «Estamos empezando a ser lo suficientemente grandes, rápidos y potentes, y mucha gente está desarrollando aplicaciones potenciales».

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