Una vez se pensó en las computadoras como tecnologías disponibles solo para científicos y profesionales capacitados. Pero hubo un cambio radical en la historia de la informática en la segunda mitad de la década de 1970. No solo los coches se han vuelto mucho más pequeños y potentes. Estuvieron disponibles para que todos los usaran en su propia casa.
Acerca de la computación cuántica
La computación cuántica está en su infancia hoy. Incluyen algunos de los conceptos más agotadores de la física del siglo XX. En Estados Unidos, Google, IBM y la NASA están experimentando y construyendo las primeras computadoras cuánticas. China también está invirtiendo activamente en estas tecnologías.
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¿Cree que habrá un cambio similar hacia la computación cuántica cuando los entusiastas puedan jugar con las computadoras cuánticas desde sus hogares? Esto sucederá mucho antes de lo que la mayoría de la gente piensa.
Auge de las computadoras personales
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Las primeras computadoras se crearon en la década de 1950. Eran grandes, a menudo poco fiables y no particularmente potentes para los estándares actuales. Fueron diseñados para abordar desafíos globales como el desarrollo de la primera bomba de hidrógeno.
En 1964, John Kemeny y Thomas Kurtz escribieron el lenguaje BÁSICO. Su objetivo era crear un lenguaje de programación simple que fuera fácil de aprender y permitiera que cualquiera lo usara. Como resultado, la programación ha dejado de ser exclusivamente para científicos altamente calificados. Cualquiera podría aprender esto si quisiera.
Este cambio en la informática continuó cuando aparecieron las primeras computadoras domésticas a fines de la década de 1970. Los aficionados ahora pueden comprar su propia computadora y programarla en casa. Los padres y los niños pueden estudiar juntos. Estas primeras computadoras no eran muy poderosas y se podía hacer una cantidad limitada de cosas con ellas, pero estaban extremadamente entusiasmadas.
Cuando la gente jugaba con sus coches, se dieron cuenta de que necesitaban más funciones y más potencia. Los fundadores de Microsoft y Apple se dieron cuenta de que la computadora doméstica tenía un gran futuro.
Casi todos los estadounidenses ahora tienen una computadora portátil, tableta o teléfono inteligente, o los tres. Pasan mucho tiempo en las redes sociales, el comercio electrónico y la búsqueda en Internet.
Ninguna de estas actividades existía en la década de 1950. Nadie en ese momento podía pensar en tal cosa. Fue la disponibilidad de una nueva herramienta, la computadora, lo que llevó a su desarrollo.
Ingrese Quantum
Los cálculos clásicos, como la computadora de su hogar, se basan en cálculos humanos. La máquina descompone todos los cálculos en sus partes básicas: los dígitos binarios 0 y 1. Actualmente, nuestras computadoras usan bits de dígitos binarios, porque son fáciles de implementar con interruptores que están encendidos o apagados.
La computación cuántica se basa en cómo calcula el universo. Contiene toda la computación clásica, pero también incluye varios conceptos nuevos que provienen de la física cuántica.
En lugar de bits, la computación cuántica tiene qubits. Sin embargo, el resultado de la computación cuántica es exactamente el mismo que en la computación clásica: el número de bits.
La diferencia es que durante este proceso, la computadora puede manipular los qubits usando bits. Puede poner qubits en una superposición de estados y entrelazarlos.
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¿Qué significa esto?
Tanto la superposición como el entrelazamiento son conceptos de la mecánica cuántica con los que la mayoría de la gente no está familiarizada. La superposición significa aproximadamente que un qubit puede ser una combinación de 0 o 1. Entrelazamiento significa correlación entre qubits. Cuando se mide uno de un par de qubits entrelazados, inmediatamente muestra el valor que obtendrá cuando mida su pareja. Esto es lo que Einstein llamó "acción espeluznante a distancia".
Las matemáticas necesarias para describir completamente la mecánica cuántica son abrumadoras, y estos antecedentes son necesarios para diseñar y construir una computadora cuántica. Pero las matemáticas necesarias para comprender la computación cuántica y comenzar a diseñar circuitos cuánticos son mucho más simples: el álgebra de la escuela secundaria es esencialmente el único requisito.
Computación cuántica y tú
Las computadoras cuánticas apenas están comenzando. Son máquinas grandes, poco fiables y poco potentes.
¿Para qué serán usados? La computación cuántica tiene importantes aplicaciones en criptografía. En 1994, el matemático del MIT Peter Shore demostró que si se construyeran computadoras cuánticas, podrían romper los métodos de cifrado modernos en Internet. Esto estimuló la creación de nuevas formas de cifrar datos que podrían resistir ataques cuánticos, marcando el comienzo de la era de la criptografía poscuántica.
También parece que la computación cuántica probablemente tendrá un gran impacto en la química. Hay ciertas reacciones que son difíciles de simular para las computadoras clásicas. Los químicos esperan que las computadoras cuánticas sean efectivas para simular estos fenómenos.
Pero no creemos que tenga sentido especular sobre lo que la mayoría de la gente hará con las computadoras cuánticas en 50 años. ¿Cuándo se convertirá la computación cuántica en algo que todos puedan usar en su hogar?
La respuesta es que esto ya es posible. En 2016, IBM agregó una pequeña computadora cuántica a la nube. Cualquiera que tenga conexión a Internet puede diseñar y ejecutar sus propios circuitos cuánticos en esta computadora. Un circuito cuántico es una secuencia de pasos básicos que realizan un cálculo.
La computadora cuántica de IBM no solo es de uso gratuito, sino que también tiene una interfaz gráfica simple. Es una máquina pequeña, no muy potente, similar a las primeras computadoras domésticas, pero los aficionados ya pueden empezar a jugar. El cambio ha comenzado.
Conclusión
Los seres humanos están entrando en una era en la que aprender y experimentar con la computación cuántica es fácil. Al igual que con las primeras computadoras domésticas, puede que no esté claro que haya problemas que resolver con las computadoras cuánticas, pero cuando la gente juegue, creo que probablemente descubrirán que necesitan más potencia y más funciones. Esto abrirá el camino a nuevas aplicaciones que aún no conocemos.
Autor: Angelina Simakova
Y ahora ofrecemos para la lectura una visión alternativa de las computadoras cuánticas: "¿Computadora cuántica? ¡Hoy no! ¡No mañana! ¡Nunca …?"
