Por Mariana Soto Sánchez – Estudiante de la carrera de Ingeniería Informática
A mediados del siglo XX dio inicio el uso de computadores clásicos, aquellos donde se observaban los bits en números binarios de 0 y 1 exclusivamente, y que hasta entonces se utilizan para realizar procesos en sistemas que no están al alcance del ojo humano. Pero, más allá de eso, ¿existe la posibilidad de un mundo fuera de dos simples realidades, como un “verdadero” y “falso”? La respuesta es que sí, gracias a la computación cuántica, que ha consternado a varios científicos a lo largo de su desarrollo en los últimos año, y ha producido grandes proyectos que futurizan lo que será la economía y tecnología, pero incluso entra en detalle por lo que, como ingenieros, se deberán tomar medidas para no quedarse atrás.
Para comprender el concepto de computación clásica y cuántica, se observa en el siguiente ejemplo. Si se lanza una moneda, puede resultar cara o escudo si cae hacia arriba, como en el sistema clásico, pero si fuese un sistema cuántico, esta moneda gira y, por tanto, no se puede ver si salió cara o escudo. Los computadores clásicos están basados en un sistema de bits (0 y 1), mientras que el sistema cuántico representa ambos estados, por lo que se conoce como qubits. Así mismo, volviendo al ejemplo mencionado, si existiesen dos monedas que giran al mismo tiempo, sin importar su distancia, tendrán el mismo estado; por tanto, si alguna cayese y mostrara cara o escudo, se rompe lo que se conoce como el entrelazamiento cuántico, que se define por una independencia entre partículas que se relacionan al estar asiladas e incluso a distancias largas (El Espectador, 2020).
La forma “hardware” del computador cuántico es muy diferente a la que se observa en un computador clásico, ya que no tiene memoria o procesador, ni tampoco tiene una arquitectura como el ordenador convencional, y por tanto se especifica que no es para ser usado en tareas cotidianas. Si se considera el ordenador cuántico presentado por IBM, este no tiene pantallas o teclados, sino que es parecido a una máquina que está cubierta con cables de cobres y que está guardada en un cubículo de vidrio. Este tipo de prototipos también son muy sensibles y por ello sufre de errores ante contacto con agentes externos, ya que no puede corregirse a sí mismo en caso de interferencias debido a su sistema de qubits. La solución para ello es que el sistema est aislado en zonas de temperaturas muy bajas (-273°C exactamente) y fuera del campo magnético terrestre. Además, el período de cálculo es finito, por lo que es necesario antes conocer exactamente lo que se busca para aprovechar el poco tiempo (BBVA, 2020a).
En tema de programación, ya existen actualmente dos lenguajes que buscan impulsar esta modalidad. Uno de ellos es el presentado por Microsoft denominado Q#, donde se fundamenta que el software y hardware deberán ser compatibles con el sistema cuántico, y con un lenguaje de este permitirá desarrollar tareas en su función. Posee además herramientas para ayudar a los programadores a usarlo, el “Quantum Development Kit”, que ejecuta el simulador cuántico para después ser utilizado, documentado las muestras. Otro simulador es el que ofrece IBM con un sistema que puede ser utilizado en compañías y universidades para explorar las aplicaciones y, por tanto, es que ha crecido considerablemente gracias a las colaboraciones entre empresas reconocidas que pretenden influir por todo el mundo este mundo cuántico (Vector ITC, 2018).
Actualmente el ámbito educacional que se está influyendo por estos sistemas es el machine learning, donde se afirma que incluso su aprendizaje cuántico pueda ser mucho más eficiente que el clásico. Las áreas que se han visto influidas para crear los ejemplares han sido la ciencia en materiales que necesita moléculas pequeñas con enorme capacidades informáticas, además de diseños de medicamentos o una optimización en problemas como encontrar la ruta más eficiente entre varias posibilidades. Para el futuro se proponen sistemas algorítmicos que incluso estén orientados a redes neuronales. Si se considera el sector financiero, este sistema de IA solucionarían problemas de fraude, ya que estos ordenadores distinguirían patrones que los equipos convencionales no podrían, y al mismo tiempo de forma rápida. Además, se está trabajando en modelos para combinar cálculos cruciales en decisiones financieras. Por su parte, en el área de mercadeo, es posible un sistema de reconocimiento que formula servicios que son más utilizados y lograr ofrecerlos (BBVA, 2020b).
Es una realidad que la tecnología deberá aumentar sus posibilidades de crecimiento exponencialmente, y un sistema cuántico producirá cambios dentro de cualquier ámbito en un futuro no muy lejano. Si se considera que estos modelos actuales tienen algunos problemas, es posible que a futuro se logren resolver e incluso exista la posibilidad de encontrar un computador cuántico en una casa. Con respecto al enfoque educativo, es importante destacar que ya se están fomentando carreras y especialidades en torno a este tema. La inteligencia artificial se está relacionando con el sistema cuántico y produciendo cambios espectaculares, pero es de esperar que dentro de unos años exista un producto de ambas áreas, y la inteligencia artificial quedaría estancada en los sistemas convencionales. Como profesionales en informática, se debe tomar en cuenta que es posible que aumente la cantidad de ingenieros con conocimientos en el tema; por tanto, si se encuentra interesado, no es necesario esperar a que en unos años se convierta en un sistema saturado, sino más bien aprovechar desde ya para ampliar todo conocimiento en el área.
