Informática cuántica: aspectos generales y avances

En la actualidad debe reconocerse que la tecnología se halla inmersa en todos lados. En este sentido, las distintas ciencias dedicadas a su estudio no escatiman esfuerzos por crear y generar avances en pro de la humanidad, como sucede con la informática cuántica.

Esta he revolucionado por completo el mundo de la informática tradicional, introduciendo nuevos conceptos y llegando a generar procesos macros que no pueden ser solventados sino solamente por su inventiva.

¿Informática cuántica? Conoce lo que es

Para establecer un concepto claro de informática cuántica y, sobre todo, de fácil entendimiento, es necesario esclarecer una serie de elementos conceptuales que involucra.

En este sentido, la computación cuántica, como también se le conoce, es un área de estudio que involucra conocimientos de la matemática, física, informática tradicional y la mecánica cuántica o teoría cuántica.

Esta última tiene por objeto de estudio la materia y su comportamiento, así como las radiaciones e interacciones paralelas que puedan suceder entre los átomos y subátomos que la conforman.

La informática cuántica se dedica a la investigación de la superposición de pequeñas partículas y los distintos entrelazamientos que puedan desarrollarse entre las mismas, para así desarrollar hardware y aplicaciones macros que distan de la tradicional.

Los estudiosos de la computación cuántica, al conocer el comportamiento de los pequeños elementos de la materia, aprovechan sus interacciones para así recrear computadores de altos procesadores y algoritmos capaces de sobrellevar cálculos de forma rápida, precisa y a gran escala.

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Qubit, Cubits o bits cuánticos, la unidad base de la informática cuántica

Para la informática cuántica, la unidad base de información, es decir, la que indica el límite espacial de almacenamiento, es el cubit, el cual permite la superposición de los dígitos, pudiendo ser a su vez uno y cero.

La alternancia de los qubits permite que estos puedan alcanzar valores y proporciones diferentes durante los procesos algorítmicos, permite que los ordenadores que cuentan con tecnología cuántica puedan desarrollar muchas más operaciones en forma conjunta, en comparación con la informática tradicional.

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Diferencias entre la computación cuántica y tradicional

La mayoría de personas suelen considerar la informática cuántica como parte de la tradicional, cuando en realidad solamente comparten el nombre y muy pocas similitudes, siendo más notorias sus diferencias que las colocan en campos de estudio y practicidad distintos:

• Para la construcción de programas informáticos, la computación tradicional se basa en Python, Java y SQL. Mientras que la cuántica no dispone de un lenguaje de programación único, sino que crea los propios algoritmos sobre los cuales va a trabajar.

• La informática común diseña toda clase de dispositivos que pueden ayudar con una infinidad de tareas. Sin embargo, la computación cuántica se encarga de patentar supercomputadoras, cuyo ámbito de aplicación solo refiere a la ingeniería, tecnología, medicina e investigación científica.

Además, el costo de elaboración de estas últimas, junto al tiempo que se invierte para su diseño, no permite la creación de dispositivos en serie, sino de computadoras macro muy específicas y con características bien definidas conforme al área de estudio al cual se destina su uso.

• Los computadores diseñados por la computación cuántica son más fáciles de ensamblar al carecer de memoria interna y de procesador. Ya que el cubit es su principal unidad de informació y de almacenamiento.

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Avances tecnológicos de la informática cuántica

Desde la Universidad de Sussex, el profesor e investigador Winfried Mendingar, ha indicado que la informática cuántica ha sido capaz de patentar grandes computadores para la realización de tareas corporativas. Pero que resultan poco eficaces para la ejecución de actividades simples.

Desde su laboratorio se están diseñados macroordenadores con chips de pequeño tamaño, que puedan establecer algoritmos, los cuales a su vez logren dar soluciones a problemas de la vida cotidiana.

Partiendo de la capacidad de espacialidad que tienen las partículas cuánticas de formarse e interactuar en distintos campos y de forma simultánea, lo que equivale a la capacidad de estar en dos lugares al mismo tiempo, haciendo uso de esta característica los nuevos ordenadores serían más potentes y eficaces.

El profesor logró, junto a su equipo, crear un sistema de trasferencias de datos de un chip a otro, a gran velocidad y con una exactitud informativa de casi 99%. Este es un gran avance porque se demuestra la posibilidad de unificarse chips cuánticos entre sí, hasta poder crear un gran ordenador.

Gracias a esta ciencia que debe aún trabajar en la creación de nuevos chips y lograr el ensamblaje total de estos, junto a la realización de algoritmos, la informática cuántica podría ser capaz de realizar cálculos que hasta los momentos no han podido ser procesados.

Como por ejemplo calcular el flujo de aire de un avión en movimiento, con el propósito de diseñar motores más potentes y duraderos. O estudiar las reacciones químicas de los distintos componentes entre sí para patentar un fármaco mucho más efectivo para el tratamiento de determinada patología.

Sin embargo, el desarrollo de esta iniciativa se encuentra con varias limitantes:

• Los estudiosos e investigadores son pocos, tomando en cuenta la recién implementación de la informática cuántica como ciencia. Ya que se amerita un amplio equipo de trabajo para llevar a cabo dicha hazaña tecnológica.

• La creación del sistema de chips reforzado, partiendo del hecho que los componentes de la computación cuántica son muy sensibles al ruido y esto puede afectar la transmisión de información.

• La constante necesidad de crear algoritmos cuánticos, pero que sean mucho más prácticos, esto con el propósito de extender el campo de aplicabilidad de los ordenadores. La comunidad científica pretende que estos puedan ser usados en la cotidianidad y que su empleo no se limite solo a la industria.

Partiendo de la premisa que la informática cuántica es relativamente nueva, su aplicación para la solución de problemas en la vida cotidiana, aún no puede materializarse.

Sin embargo, los estudios junto a las empresas han creado alianzas a fin de poder avanzar en sus investigaciones y pruebas. Microsoft ofrece cubits en la nube para que las personas puedan simular su propio computador cuántico desde su ordenador personal.

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