¿Cómo cambiarán el mundo los ordenadores cuánticos?

Cuatro formas en que la tecnología cuántica está cambiando el mundo

El gigante informático estadounidense IBM anunció recientemente el desarrollo de una computadora cuántica "Eagle" que puede ejecutar 127 qubits, la más grande del mundo hasta la fecha. Computadora cuántica superconductora. La Universidad de Ciencia y Tecnología de China lanzó previamente un prototipo de computadora cuántica superconductora programable de 62 qubits. Los gobiernos y organizaciones de todo el mundo aumentan continuamente su inversión en investigación y desarrollo cuántico.

La unidad de información más básica de los ordenadores cuánticos son los qubits. A diferencia de las unidades de información básicas de las computadoras electrónicas, que solo pueden ser 0 o 1, los qubits pueden ser 0 y 1 al mismo tiempo, por lo que el rendimiento de las computadoras cuánticas es más potente y aumentar el número de qubits puede mejorar su rendimiento exponencialmente. , razón por la cual las computadoras cuánticas son una de las razones importantes para "poner de rodillas a innumerables héroes".

El famoso físico español Juan Ignacio Sirac señaló que los avances en el campo de los ordenadores cuánticos proporcionan un océano azul lleno de posibilidades para la innovación en las finanzas, la medicina y otros campos. El sitio web quincenal estadounidense Forbes enumera 4 formas en que las computadoras cuánticas pueden cambiar el mundo.

Facilitar el desarrollo de nuevos fármacos y nuevos materiales

Con su altísimo poder de procesamiento, los ordenadores cuánticos podrán estudiar múltiples moléculas, proteínas y sustancias químicas simultáneamente mediante simulaciones cuánticas: ordenadores estándar Actualmente no hay manera de que esto se pueda hacer, permitiendo a los científicos desarrollar nuevos medicamentos de manera más rápida y eficiente que ahora.

Por ejemplo, la empresa farmacéutica suiza Roche espera utilizar la simulación cuántica para acelerar el desarrollo de medicamentos y vacunas para hacer frente a enfermedades como la COVID-19, la gripe, el cáncer e incluso curar potencialmente la enfermedad de Alzheimer. Además, las simulaciones cuánticas podrían reemplazar los experimentos de laboratorio, reducir los costos de investigación e incluso minimizar la necesidad de realizar pruebas en humanos y animales.

Además, a principios de 2021, la empresa farmacéutica alemana Boehringer Ingelheim anunció una cooperación con Google Quantum Artificial Intelligence para investigar e implementar conjuntamente la aplicación de la computación cuántica en la investigación y el desarrollo de fármacos, especialmente en el aspecto de simulaciones de dinámica molecular. .

Según un informe del sitio web español "El Mundo" del 16 de noviembre, Ignacio Sirak afirmó que las computadoras cuánticas se pueden utilizar para desarrollar compuestos que hoy parecen imposibles, como compuestos que consumen menos energía. etc. Empresas como IBM están utilizando computadoras cuánticas para dar forma a nuevas moléculas para "simular la capacidad de la naturaleza de convertir el nitrógeno del suelo en fertilizantes ricos en nitratos, reduciendo así el impacto ambiental de los fertilizantes químicos", mientras que Google trabaja con Information Cooperate with Technology del Grupo Volkswagen; departamentos utilizarán computadoras cuánticas para ayudar a estos últimos a desarrollar nuevos materiales, especialmente baterías de alto rendimiento para vehículos eléctricos.

"Mostrar su valía" en el campo financiero

Las computadoras cuánticas pueden aportar enormes beneficios potenciales a la industria financiera, desde análisis más profundos hasta transacciones más rápidas y más. De hecho, muchas instituciones financieras importantes están buscando formas de utilizar la computación cuántica para facilitar el comercio, las transacciones y las velocidades de transferencia de datos.

Por ejemplo, bancos como IBM y JPMorgan Chase han estado experimentando con tecnología cuántica, con la esperanza de optimizar estrategias comerciales, carteras de inversión, mejores precios de activos y análisis de riesgos. Además, el año pasado, Multiverse Computing, un desarrollador español de tecnología de computación cuántica financiera, anunció una asociación con IonQ, una startup estadounidense de computación cuántica, que permitirá a las instituciones de servicios financieros utilizar la plataforma de nube cuántica IonQ para realizar valoraciones de riesgo con mayor precisión y rapidez. que antes Optimización de cartera, gestión de activos, simulaciones de detección de fraude y más.

Otra aplicación potencial de las computadoras cuánticas en el campo financiero es el modelado financiero. Para las instituciones financieras de todo el mundo, un mejor modelado financiero significa menores costos de procesamiento y tiempos de procesamiento más rápidos, lo cual es beneficioso para todos.

Una "mano amiga" para combatir el cambio climático

Cada vez más expertos centran su atención en el uso de ordenadores cuánticos para resolver uno de los mayores retos de nuestro tiempo: el cambio climático.

En primer lugar, el consumo energético global de los ordenadores cuánticos será menor que el de los ordenadores tradicionales.

Por ejemplo, la computadora cuántica 2000Q de D-Wave utiliza cuatro órdenes de magnitud menos de energía que la supercomputadora Summit de IBM, uno de los sistemas informáticos más potentes del mundo. Asimismo, científicos del Laboratorio Nacional Oak Ridge en Estados Unidos han calculado que las computadoras cuánticas tienen el potencial de reducir el uso de energía en más de 1 millón de kilovatios-hora.

Además, los expertos predicen que la simulación cuántica también ayudará a los países a alcanzar los objetivos de desarrollo sostenible de las Naciones Unidas.

Por ejemplo, las computadoras cuánticas pueden acelerar el descubrimiento de nuevos catalizadores de dióxido de carbono, garantizar que el dióxido de carbono se recicle de manera más eficiente y, al mismo tiempo, producir hidrógeno, monóxido de carbono y otros gases útiles. Las simulaciones cuánticas también podrían ayudar a generar baterías más eficientes, mejores materiales para células solares o turbinas eólicas e incluso catalizadores más absorbentes para la tecnología de captura de carbono. En la agricultura, las simulaciones cuánticas podrían reducir significativamente la cantidad de electricidad utilizada para producir fertilizantes, que representan hasta el 2% del consumo mundial de energía.

La seguridad cuántica debe tomarse en serio

El sitio web de la revista "Forbes" señaló en el informe que, aunque las computadoras cuánticas traerán enormes beneficios a la humanidad, también pueden traer riesgos.

Por ejemplo, en el campo de la seguridad de la información, las computadoras cuánticas tendrán la capacidad de romper el cifrado de clave pública en el que las personas actualmente confían para proteger la información. Esto significa que no importa qué tan seguros estén los datos ahora. , puede ser vulnerable a las computadoras cuánticas en el futuro. Esto es un desastre para cualquier organización que necesite proteger información confidencial.

Si bien los gobiernos y las empresas han invertido mucho en computadoras cuánticas, ha habido poca inversión en seguridad cuántica, que es fundamental a medida que avanzamos hacia la era cuántica. Afortunadamente, el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) está estandarizando actualmente la criptografía poscuántica. Según el NIST, los nuevos estándares se anunciarán a finales de este año.

Aunque las computadoras cuánticas pintan un brillante plan para nuestro futuro, Ignacio Sirak dejó claro que la idea de que las computadoras cuánticas se pondrán en uso práctico está a la vuelta de la esquina debe ser abandonada. Dijo: "De hecho, hemos desarrollado el primer lote de prototipos, pero todavía son muy pequeños y no potentes. Son sólo el primer paso".