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La computación cuántica: una nueva edad dorada de la informática

Mario Piattini Velthuis esi uclm

La computación cuántica: una nueva edad dorada de la informática

Por Mario Piattini Velthuis (Catedrático de Universidad, Director del Grupo Alarcos, aQuantum CRO).

El Institute for Business Value de IBM señala que vivimos en la Década Cuántica, en la que los ordenadores cuánticos se preparan para superar a los clásicos en tareas significativas, logrando lo que llamamos “Ventaja Cuántica”. Un ordenador cuántico almacena información en objetos denominados cúbits y la transforma explotando ciertas propiedades especiales de la mecánica cuántica; que es el campo de la física que describe el comportamiento de la naturaleza a niveles subatómicos (por ejemplo, el comportamiento de los fotones, electrones, etc.), para el que la mecánica clásica no ofrece una solución satisfactoria. A diferencia del bit que sólo puede estar en un estados (0 o 1), el cúbit puede encontrarse simultáneamente en los estados 0 y 1. Esta superposición de dos estados cuánticos permite realizar un procesamiento a gran escala; ya que la capacidad operacional de un ordenador cuántico aumenta exponencialmente con el tamaño (en número de cúbits).

Existen centenares de aplicaciones interesantes para este nuevo tipo de paradigma en economía y finanzas, química, medicina y salud, logística y cadena de suministro, energía, cambio climática, agricultura, etc. Y por supuesto que la informática cuántica impacta de modo fundamental en la ciberseguridad (criptografía postcuántica) y en la IA (ya que permiten utilizaciones muy potentes de quantum machine learning, quantum deep learning y otras técnicas de Inteligencia artificial).

La curva de aprendizaje de esta nueva tecnología es bastante superior a las anteriores y por lo tanto requiere de mucho más tiempo para que las organizaciones dispongan de las capacidades necesarias en este campo. Si ya se sufre la falta de talento en tecnologías cuánticas y en informática en general, en informática cuántica es tremenda y es uno de los problemas más graves a los que se enfrentan las empresas, pudiéndose convertir en el principal freno a la Década Cuántica.

Por eso es necesario no sólo disponer de buenos matemáticos y físicos cuánticos, sino que también los ingenieros en informática -ya sean especialistas en hardware y redes de computadores, lenguajes de programación, interfaces de usuario, inteligencia artificial, ingeniería de software, etc.- empiecen a ocuparse de este nuevo paradigma y a aportar sus conocimientos y capacidades docentes. De esta manera conseguiremos una nueva «edad de oro» de la informática, ya que la computación cuántica nos brinda una oportunidad única, de la misma manera que la tuvieron los pioneros de la informática en la década de 1960.

Por lo que respecta en particular al desarrollo de software, muchos especialistas cuánticos desconocen los principios y técnicas de la ingeniería del software, por lo que son propensos a cometer viejos errores, con el riesgo de que se produzcan costosos «redescubrimientos». Por ello es necesario dar un paso más y tratar de concienciar sobre la Ingeniería del Software Cuántico, con el objetivo de producir software cuántico con altos niveles de calidad y productividad.

Por otro lado, es imprescindible reforzar la relación con el mundo empresarial, tanto en lo que respecta a la investigación como a la formación de los profesionales, ya que para que el campo de la tecnología cuántica tenga el mayor éxito posible, es esencial que exista una estrecha colaboración entre la industria y el mundo académico. En este sentido creamos ya hace unos años la unidad de investigación conjunta aQuantum entre la UCLM y la empresa Alhambra IT. Esta colaboración permite desarrollar proyectos de investigación que son cruciales para resolver los problemas que nos plantea la informática cuántica, como el proyecto «QHealth: Farmacogenómica cuántica aplicada al envejecimiento» del programa Misiones del CDTI.

Desde esta tribuna animo a que, cada uno desde nuestros respectivos campos de acción, analicemos cómo nos impacta la informática cuántica y qué podemos aportar desde nuestra amplia experiencia con la informática clásica, ya que como advierte el físico cuántico José Ignacio Latorre: “El futuro negocio cuántico crecerá, nos guste o no, porque el futuro de nuestra tecnología es cuántico”.

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