¿Podemos hacer grandes cosas al pensar en pequeño? Así es como la computación cuántica cambiará el mundo.

Se aproxima una revolución que es tan grande como pequeña. Mientras que los avances en inteligencia artificial han dominado los titulares recientemente, la computación cuántica podría cambiar nuestras vidas en formas aún más trascendentales. VICE News y HSBC se unieron para explorar una serie de preguntas que sustentan el internacionalismo, y los beneficios y oportunidades de una mayor conexión y colaboración globales. En este artículo exploraremos cómo las diminutas partículas subatómicas están a punto de desencadenar una enorme cantidad de posibilidades. ¿Podemos hacer grandes cosas al pensar en pequeño? Continúe leyendo para descubrirlo.

¿Qué es la computación cuántica?

El dispositivo en el que está leyendo en estos momentos esto ha permanecido prácticamente sin cambios desde las protocomputadoras desarrolladas en el siglo XX. Aunque se hayan hecho más pequeños y se hayan vuelto más rápidos, la forma en que se procesa la información es fundamentalmente la misma. Sin embargo, la computación cuántica está por cambiar el statu quo y podría generar tanta transformación en la economía global como en la Internet, la televisión o el teléfono.

¿Pero qué es lo que los hace tan revolucionarios? Primero, necesitamos entender cómo funciona el dispositivo en el que está leyendo esto. Las computadoras clásicas usan el sistema binario, un lenguaje de codificación que les ayuda a comprender el mundo que nos rodea. Cada dato, como imágenes o texto, que se introduce en una computadora, o que esta produce, se traduce en códigos únicos formados por ceros y unos. Por ejemplo, la palabra “gato” se traduciría en 01000011 0100001 01010100 en sistema binario.

La computación cuántica está modificando completamente este sistema y permitiendo la entrada a un nuevo tipo de procesamiento que utiliza ideas de la física subatómica. Las unidades de información dentro de una computadora cuántica, conocidas como bits cuánticos, pueden ser un cero o un uno al mismo tiempo. De hecho, pueden también presentarse en cualquier estado posible entre el cero y el uno.  Imagine que se lanza una moneda al aire. Caerá ya sea boca arriba o boca abajo, pero mientras está en el aire se encuentra en todas las posiciones posibles. Esto se conoce como “superposición” en la computación cuántica y abre una nueva amplia gama nueva de posibilidades de procesamiento, y significa que estas máquinas pueden realizar cálculos de una forma exponencialmente más rápida. 

Si eso parece complicado, tome en cuenta que el físico teórico estadounidense Richard Feynman dijo, “si uno piensa que entiende la mecánica cuántica, entonces no entiende la mecánica cuántica”.

¿Qué pueden hacer las computadoras cuánticas?

Si esto le parece un poco ciencia ficción, no es el único. Por mucho tiempo, los expertos consideraban que no podríamos lograr poner los bits cuánticos en el estado perfecto en que los necesitábamos para hacer computadoras cuánticas útiles. Sin embargo, los avances recientes están encontrando maneras de corregir estos problemas lo suficiente para hacerlas más confiables y precisas.  Ya hay en funcionamiento computadoras cuánticas a pequeña escala, pero aún la más grande solo contiene 433 bits cuánticos. Para poner esto en perspectiva, se considera que se requiere de un millón de bits cuánticos para aprovechar todo el potencial de la tecnología.

Creación de eficiencias

Uno de los usos más apasionantes de la computación cuántica es el papel que podrían jugar optimizando los procesos actuales para reducir las emisiones de carbono.  Un promotor inmobiliario y una empresa de software japonesa usaron recientemente la computación cuántica para desarrollar cuidades sustentables mediante el manejo optimizado de desperdicios y una menor emisión de CO2. La ruta de recolección de desechos se redujo de 2300 km a 1000 km y como resultado, las emisiones de CO2 se redujeron en un 57 %.

A medida que las computadoras cuánticas se vuelven más convencionales, también podrán ser usadas para tender redes de energía de manera más eficiente. Hoy en día, ya se comenzó con la investigación para diseñar nuevos catalizadores para que los procesos industriales consuman menos energía o para retirar el dióxido de carbono de la atmósfera.

Acelerando los negocios

También puede tener un gran impacto en las empresas, ayudándolas a funcionar de manera más eficiente, o perfeccionando los procesos para mejorar la rentabilidad. Se considera que hay un enorme potencial para la industria automotriz, desde la gestión de la cadena de suministro hasta el desarrollo de nuevas baterías de alta capacidad para los vehículos eléctricos. 

El cambio a computadoras hiper rápidas muy probablemente tenga también un gran impacto en el sector de los servicios financieros. La capacidad de manejar esos grandes volúmenes de datos probablemente signifique que los bancos podrán crear cálculos de escenarios y de mercados aún más precisos. HSBC ya comenzó a investigar la potencial aplicación de tecnologías cuánticas a los problemas del mundo real en la banca. Al unir fuerzas con los principales proveedores de tecnología y laboratorios de investigación, están estudiando áreas como la optimización de garantías y precios. 

Se espera que, en un futuro, las computadoras cuánticas puedan acelerar de manera masiva el descubrimiento de nuevos tratamientos y vacunas vitales. Las computadoras cuánticas también se pueden utilizar para ayudar con la intervención temprana en pacientes con cáncer, para ayudar a predecir cuándo las células sanas pueden convertirse en tumores malignos.  

¿Una nueva Internet?

Al igual que con la inteligencia artificial, existe una creciente preocupación por las posibles desventajas del poder alucinante que se va a desatar. Una gran inquietud es que las computadoras cuánticas eventualmente serán capaces de descifrar prácticamente todos los protocolos de encriptación actuales que tenemos. Una computadora cuántica a gran escala puede hacer en un día lo que le tomaría a una computadora convencional millones de años descifrar. Con las claves criptográficas protegiendo algunos de los servicios de comunicación en línea más importantes —piense en chats grupales, correos electrónicos e incluso su cuenta criptográfica— tienen el poder de acabar con la Internet tal como la conocemos. 

Sin embargo, la otra cara de la moneda es que la comunicación cuántica puede proteger los datos de una manera mucho más segura que en la actualidad, haciendo casi imposible que los piratas informáticos operen. La comunicación cuántica, en última instancia, podría anunciar una nueva era en la ciberseguridad y transformar la industria de los servicios financieros. Esto podría llevar a niveles incluso más altos de seguridad para los pagos y las transacciones. HSBC ya está investigando cómo la física cuántica puede usarse para crear sistemas de encriptación ultraseguros mediante una tecnología llamada Distribución de Claves Cuánticas. 

¿En qué etapa estamos actualmente?

Aunque ya se le está dando buen uso, la computación cuántica está aún en sus primeros días. Sin embargo, el punto en la historia en el que las computadoras cuánticas superen a las supercomputadoras existentes se conoce como supremacía cuántica. Es posible que incluso escuche los términos Y2Q o Día-Q. Pero aún falta camino por recorrer hoy en día, ya que los expertos estiman que podría tomar otros 20 a 40 años más hasta tener una máquina con el millón de bits cuánticos necesarios.

Sin embargo, lo que no está en duda es la atención y los fondos que está recibiendo el sector.  La computación cuántica está recibiendo grandes promesas de financiación por parte de los gobiernos y la industria por igual. Los gobiernos de todo el mundo planean destinar unos $24.000 millones y el sector recibió más de $1.000 millones de inversión de capital de riesgo en 2021. Se estima que para 2035, los cuatro sectores con más probabilidades de verse afectados por el desarrollo de la computación cuántica (el automotriz, el químico, los servicios financieros y las ciencias de la vida) podrían ganar un valor de 1300 millones de dólares. 

No es de sorprender, entonces, que haya una carrera por la supremacía cuántica entre gobiernos y la industria privada alrededor del mundo. Grandes proyectos internacionales están ayudando a unir la investigación y el desarrollo para incrementar la tasa de descubrimientos. El proyecto europeo NEASQC (NExt ApplicationS of Quantum Computing), del que HSBC es un socio clave, está uniendo a doce empresas y laboratorios de investigación europeos que están trabajando en posibles casos de uso en campos que van desde el descubrimiento de fármacos y la detección del cáncer de mama hasta la captura de carbono y evaluaciones de riesgo de las infraestructuras de energía.

A medida que el mundo avanza hacia el Y2Q, es probable que escuchemos mucho más sobre la computación cuántica en los próximos años. ¿Podemos hacer grandes cosas al pensar en pequeño? Con la computación cuántica, no hay duda al respecto. Pero ¿cómo, con qué y con quién? Las posibilidades son ciertamente infinitas.