¿Has leído cientos de artículos sobre computación gráfica y no terminas comprender lo que es? En U-tad te lo contamos de forma sencilla de la mano de Alexis Chimeno, alumno del Doble Grado en Matemática Computacional e Ingeniería del Software. ¡Sigue leyendo para saber más!
Computación cuántica: definición
La computación cuántica es una rama de la computación que aprovecha las propiedades y las rarezas de la mecánica cuántica para resolver problemas de forma más rápida que la computación clásica.
La computación cuántica nace cuando los investigadores se dan cuenta de que en la computación, además de poder representarse dos estados finitos como se llevaba haciendo hasta entonces mediante bits, también se podían representar estados intermedios. ¿Cómo? Pues a través de los qubits, también conocidos como bits cuánticos.
Para comprender mejor cómo funcionan estos estados intermedios podemos imaginar la computación clásica como una circunferencia en la que hay dos estados, 1 y 0, dos únicas posibilidades; mientras, la computación clásica puede ser representada por una esfera tridimensional, en la que existen estados intermedios, entre el 1 y el 0, tanto en positivo como en negativo. Esto se denomina superposición.
Los qubits tienen una probabilidad de pertenecer al estado 0 y una probabilidad de pertenecer al estado 1, y solo al aplicar una medición se sabe a ciencia cierta cuándo está en uno de los dos.
¿Qué son los qubits?
Los qubits son la unidad mínima de información en la computación cuántica, al igual que lo son los bits en la clásica. Estos pueden ser de diferentes tipos, dependiendo de la forma en que se construyen, pero los más comunes son los superconductores. Los qubits cuentan también con una serie de características conocidas como “deseables”, y cada tipo profundiza en algunas de ellas.
Aparte de la superposición, la propiedad más interesante de los qubits es el entrelazamiento. Cuando medimos (colapsamos la probabilidad de pertenencia) uno de los qubits de la pareja entrelazada, automáticamente se determina el estado del otro. Para comprenderlo podemos imaginar dos objetos que dependen totalmente el uno del otro, de forma que lo que pasa en uno pasa en el otro o el otro lo sabe, y viceversa. Esto permite que se pueda transmitir información a distancia.
Computación cuántica e IA
La Inteligencia Artificial es la rama de las ciencias de la computación que comprende un conjunto de técnicas que permite a los ordenadores imitar la inteligencia humana para resolver algún tipo de tarea más o menos compleja.
Actualmente, en la computación cuántica se están desarrollando algoritmos desde cero con un planteamiento que sea más eficiente teniendo en cuenta las propiedades de la mecánica cuántica.
Para qué sirve la computación cuántica
Todavía no se conoce por completo el potencial de la computación cuántica, pero hay que tener claro que esta no va a resolver todos los problemas que existen, sino que más bien va a agilizarlos.
Por contextualizar, son muchos los problemas que la computación cuántica va a ayudar a resolver, pero pocos si lo comparamos con el total de problemas que todavía no tienen solución. Este gráfico lo explica:
P= los podemos resolver.
NP=aquellos en los que podemos comprobar que la solución dada se puede resolver en un tiempo polinomial (tiempo asequible corto). Aquí es donde vamos a poder obtener ese speed up.
BQP=la franja de problemas que vamos a poder resolver de forma eficiente con la computación cuántica.
NP-hard= son tan difíciles como el problema NP-completo más difícil. No los podemos resolver.
¿Cómo se trabaja en el sector de la computación cuántica?
Los expertos en computación cuántica trabajan en equipos multidisciplinares, junto con matemáticos, físicos, ingenieros…, ya que es un sector que requiere de perfiles muy especializados. Normalmente se encuentran en investigación e innovación, y no es un empleo común, sino que se accede a él a través de programas.
Un dato curioso acerca de la computación cuántica es que se basa en el álgebra lineal. Esto quiere decir que aunque no lo parezca, se puede empezar a trabajar en ella con un nivel bajo de conocimientos. De hecho, se pueden desarrollar y entender ciertos conceptos desde el primer año del grado.
Futuro de la computación cuántica
Los expertos estiman que la ventaja cuántica podría conseguirse en la próxima década. De hecho, ya existen algunas computadoras cuánticas experimentales, como la de IBM. Para entonces, los expertos en computación cuántica se convertirán en uno de los perfiles más demandados del sector.
El Doble Grado en Física Computacional e Ingeniería del Software de U-tad prepara a los profesionales del futuro de la computación cuántica, ya que ofrece la base de conocimiento propia de la física, que combinada con la ingeniería, proporciona la formación más completa en este ámbito. ¡Consúltanos todas tus dudas sin compromiso!
