El primer computador cuántico de uso comercial

La computación cuántica  se refiere a un paradigma de computación distinto al de la computación clásica, basado en el uso de qbits en lugar de bits.

Computación cuántica

La computación cuántica es una de las grandes revoluciones tecnológicas de este siglo, y durante los últimos años las grandes compañías como Microsoft, IBM o Google han estado trabajando en la creación del primer ordenador cuántico comercial. Se refiere a un paradigma de computación distinto al de la computación clásica, basado en el uso de qbits en lugar de bits, y da lugar a nuevas puertas lógicas que hacen posibles nuevos algoritmos.

     

A medida que evoluciona la tecnología y se reduce el tamaño de los transistores para producir microchips cada vez más pequeños, esto se traduce en mayor velocidad de proceso. Sin embargo, no se pueden hacer los chips infinitamente pequeños, ya que hay un límite tras el cual dejan de funcionar correctamente.  

   

Una partícula clásica, si se encuentra con un obstáculo, no lo puede atravesar y rebota. Pero con los electrones, que son partículas cuánticas y se comportan como ondas, existe la posibilidad de que una parte de ellos pueda atravesar las paredes si son los suficientemente delgadas; de esta manera la señal puede pasar por canales donde no debería circular. Por ello, el chip deja de funcionar correctamente.

   

En consecuencia, la computación digital tradicional no tardaría en llegar a su límite, puesto que ya se ha llegado a escalas de sólo algunas decenas de nanómetros. Surge entonces la necesidad de descubrir nuevas tecnologías y es ahí donde la computación cuántica entra en escena.

IBM, los pioneros

El primer computador cuántico fue presentado en 1998, su capacidad era sólo de dos qbits. Transcurrió casi una década hasta el lanzamiento  del primer ordenador de 16 qbits por parte de D-Wave, y casi una década más para que IBM anunciara el inicio de la construcción de sistemas de computación cuántica para usos comerciales, enfocado en el sector empresarial.   

   

Y la fecha de presentación del ordenador de IBM llegó con el CES de Las Vegas, donde esta compañía realizó la presentación del primer ordenador cuántico universal diseñado para uso científico y comercial, así como la presentación del primer IBM Q Quantum Computation Center, para clientes comerciales, el cual estará ubicado en la ciudad de Nueva York.   

   

Según IBM, los sistemas IBM Q están diseñados para algún día poder afrontar los problemas que actualmente se consideran demasiado complejos y exponenciales para los sistemas clásicos, sin embargo han sido claros al mencionar que no podrá usarse en cualquier lugar ni por cualquier persona, de momento.

Características

El ordenador de IBM, Q System One, está compuesto por 20 qbits y está enfocado al mundo científico y empresarial. Su forma en cubo de cristal alberga 2,7 metros de tamaño. El objetivo es que las computadoras cuánticas operen más allá de los límites del laboratorio de investigación,  por ello su diseño es compacto para la estabilidad, confiabilidad y uso comercial.   

   

El nuevo ordenador cuenta con una serie de componentes personalizados que trabajan juntos para operar como el programa de computación cuántica basado en la nube más avanzado.   

   

IBM también ha expresado que el ordenador ha sido desarrollado para abordar uno de los aspectos más desafiantes de la computación cuántica: mantener continuamente la calidad de los qbits utilizados para realizar cálculos cuánticos, los cuales suelen perder con facilidad sus propiedades cuánticas debido en parte al ruido ambiental de la maquinaria, fluctuaciones de temperatura y ondas electromagnéticas. Para proteger los delicados chips cuánticos, el ordenador está metido en una urna hermética de cristal.   

   

Este sistema es clave para expandir esta nueva computación más allá de los laboratorios de investigación mientras se trabaja en el desarrollo de aplicaciones cuánticas prácticas para los negocios y la ciencia.  En el diseño del ordenador han colaborado tanto científicos de la empresa, como ingenieros de sistemas e industriales.

   

El sistema del Q System One incluye el hardware Quantum, diseñado para ser estable y proporcionar qbits de alta calidad repetibles y predecibles; ingeniería criogénica, que proporciona un ambiente cuántico frío y aislado continuo y electrónica de alta precisión. También se combina con computación clásica para proporcionar acceso seguro a la nube y ejecución híbrida de algoritmos cuánticos.

   

Aunque la computación cuántica está apenas en los inicios de su desarrollo, seguramente se hará notar de manera importante a lo largo de este siglo, y sus aplicaciones podrían representar la solución a problemas complejos para los que hoy no hay solución mediante los computadores convencionales.

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