La Computación Cuantica, paradigma sin limite

La Computación Cuantica, paradigma sin limite 

Por Felisindo Rodriguez
Farmaceutico Ind.

10 de Abril 2024
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En la entrada anterior, en la cual vimos el poder de la Inteligencia Artificial y las implicancias que esta teniendo y tendrá en nuestra la sociedad, es apenas un atisbo rudimentario de lo que puede llegar a ser la union de la  IA con las nuevas computadoras cuánticas y el 6G.
Casi no podemos imaginarlo!!!.
Trataremos sin embargo de acercarnos a esta union paradigmática para poder ver su potencialidad y las posibles consecuencias positivas o negativas que podria llevar aparejado su uso.

Cual es la diferencia entre una computadora convencional y una cuantica?

Haciendo un poco de historia, sabemos que los niveles que tenemos hoy de computación se debe a miniatuarizacion de componentes electrónicos primeramente y luego trasladados estos a nivel molecular, pero siempre en una lógica de circuitos on-off.
A diferencia de la computación clásica, que trabaja con bits y representa la información solo en estados cero o uno (encendido o apagado),  la computación cuántica, trabaja también con la superposición de ambos estados (variable cantidad de unos y de ceros simultáneamente). Los BITS tal como se conocían se transforman en QUBITS, la unidad básica de información en este nuevo mundo. Los qubits pueden realizar múltiples cálculos simultáneamente.

Capacidad de procesamiento masivo de la computación cuantica:
Las computadoras cuánticas tienen el potencial de resolver ciertos problemas de manera exponencialmente más rápida que las computadoras clásicas. Esto se debe a su capacidad para aprovechar los principios de superposición y entrelazamiento cuántico para realizar múltiples cálculos simultáneamente. En ciertos problemas específicos, una computadora cuántica con un número suficiente de qubits y una alta tasa de operaciones cuánticas por segundo podría superar fácilmente el rendimiento de las supercomputadoras clásicas más poderosas.

Potencia, velocidad y limitaciones de las computadoras cuanticas

Es importante destacar que las computadoras cuánticas aún están en una etapa temprana de desarrollo y enfrentan numerosos desafíos técnicos, como errores cuánticos, decoherencia y la necesidad de mejorar la escalabilidad y la corrección de errores. Por lo tanto, aunque las computadoras cuánticas tienen un potencial tremendo, su rendimiento real actualmente está limitado en comparación con las capacidades teóricas.
Mientras que las computadoras cuánticas tienen el potencial de superar significativamente el rendimiento de las computadoras clásicas en ciertos problemas específicos, la relación entre sus capacidades de procesamiento es altamente dependiente del tipo de problema y del estado actual de desarrollo de las tecnologías involucradas.

Establecer un rango de potencia de procesamiento entre computadoras cuánticas y computadoras clásicas es complicado debido a las diferencias fundamentales en la forma en que funcionan, pero se puede decir que una computadora cuantica puede procesar millones de veces mas rapido que una computadora convencional.

Velocidad Actual:

IBM recientemente presentó su ordenador cuántico más potente hasta la fecha, llamado Osprey, que cuenta con 433 qubits.

Los qubits son los bloques fundamentales de la computación cuántica. A medida que aumenta el número de qubits, aumenta la capacidad de procesamiento.

Expectativas Futuras:

IBM tiene como objetivo lanzar un ordenador con más de 1.000 qubits en el futuro.

Se espera que los sistemas cuánticos aceleren ciertos cálculos millones de veces más rápido que los superordenadores actuales.

La computación cuántica tiene aplicaciones prometedoras en la ciencia de los materiales, la inteligencia artificial, la logística y las finanzas.

Corrección de Errores:

A medida que se aumenta el número de qubits, también aumentan los desafíos técnicos, como la corrección de errores cuánticos.

Las empresas están trabajando en sistemas modulares y en mitigar los errores para lograr una mayor estabilidad y precisión.

Bajas temperaturas:

Los superconductores utilizados en las computadoras cuánticas deben trabajar a temperaturas extremadamente bajas para mantener sus propiedades superconductoras. Esto se debe a que la superconductividad generalmente se observa en materiales a temperaturas cercanas al cero absoluto (0 Kelvin o aproximadamente -273.15 grados Celsius), aunque hay algunos superconductores que pueden operar a temperaturas ligeramente más altas.
Las temperaturas requeridas para la superconductividad en las computadoras cuánticas suelen estar en el rango de milikelvins (mK) o incluso por debajo de eso. Esto se logra utilizando técnicas de refrigeración avanzadas, como la refrigeración con dilución, que implica la dilución de helio-3 o helio-4 a bajas temperaturas para alcanzar temperaturas extremadamente bajas.
Trabajar a temperaturas tan bajas es crucial para preservar las propiedades cuánticas de los qubits superconductores, como la coherencia cuántica y la entrelazamiento cuántico. Cualquier aumento en la temperatura puede causar la decoherencia de los qubits y afectar negativamente el rendimiento de la computadora cuántica.
Por lo tanto, mantener una temperatura muy baja es esencial para el funcionamiento adecuado de las computadoras cuánticas basadas en superconductores.

Tecnologia de comunicación 6G

"Aunque en muchos países aún estén instalando la tecnología 5G, el avance de la conectividad lleva a que para 2024 se dé un paso adelante y se empiece a hablar con más frecuencia del 6G.

Esta tecnología ofrece velocidades de transferencia de datos de hasta 1 T por segundo. Además, cuenta con una reducción en el tiempo de respuesta y mayor eficiencia energética.
Gran parte de los sectores que se beneficiarán de este nuevo nivel de conectividad son los que estén desarrollando servicios en realidad virtual, aumentada y mixta. Así como el establecimiento de ciudades inteligentes y vehículos autónomos.

La IA generativa + computadoras cuanticas + internet de 6G.

La tecnología cuántica y el Internet 6G tienen el potencial de transformar significativamente nuestra sociedad. A continuación, exploraremos su impacto y los posibles riesgos:

Salud: La computación cuántica podría acelerar la investigación médica, permitiendo simulaciones más precisas de moléculas y proteínas para el desarrollo de medicamentos.

Medioambiente: La optimización cuántica podría ayudar a resolver problemas complejos relacionados con la gestión de recursos naturales y la mitigación del cambio climático.
Energía: La simulación cuántica podría mejorar la eficiencia de las redes eléctricas y la producción de energía renovable.

Transporte: La criptografía cuántica podría garantizar la seguridad de las comunicaciones en vehículos autónomos y sistemas de transporte inteligentes.

Seguridad: La detección cuántica podría mejorar la seguridad en aeropuertos y fronteras.

Industria: La optimización cuántica podría revolucionar la cadena de suministro y la logística.

Inteligencia Artificial (IA): La computación cuántica podría acelerar el entrenamiento de modelos de IA y resolver problemas complejos más rápido.

Riesgos:

Privacidad y Seguridad: La criptografía cuántica podría romper los sistemas de seguridad actuales, lo que podría exponer datos sensibles.
Uso indebido de los datos personales por parte de los gobiernos.

Supremacía Cuántica: Si se logra la supremacía cuántica (resolución de problemas imposibles para las computadoras clásicas), podría afectar la seguridad de las criptomonedas y la confidencialidad de las comunicaciones.

Desigualdad Digital: La adopción desigual de estas tecnologías podría ampliar la brecha entre países y comunidades.

Impacto en la Fuerza Laboral: La automatización impulsada por la IA y la computación cuántica podría afectar el empleo en ciertos sectores.

Internet 6G:

Mayor Velocidad y Capacidad: El 6G permitirá velocidades de descarga ultrarrápidas y una mayor capacidad de conexión.

La velocidad de cambio es muy grande y se esta acelerando, quiere decir que veremos los efectos mas rapido de lo que pensamos. 

Cuando hablamos de encuentros entre culturas, es inevitable mencionar los conflictos que surgen como consecuencia. A lo largo de la historia, hemos presenciado cómo estos conflictos han sido resueltos de diversas maneras: algunos lamentablemente a través de la violencia, mientras que otros se han ido diluyendo con el paso del tiempo. Sin embargo, todos estos procesos han tomado su tiempo para alcanzar una resolución.

Lo que presenciamos en la actualidad es un cambio cultural acelerado, impulsado por la globalización. Esta integración de la humanidad casi como una sola tribu en un tiempo relativamente corto está generando nuevos conflictos, especialmente debido a la falta de un crecimiento equitativo en valores humanitarios.

Nos enfrentamos a un mundo lleno de interrogantes, todos ellos abiertos a través de una puerta: la ciencia y la tecnología. La rápida evolución de la tecnología ha creado una red global de conexiones que trasciende fronteras y culturas. Sin embargo, esta misma tecnología también ha exacerbado las diferencias y ha planteado desafíos éticos y sociales.

En este contexto, es más importante que nunca reflexionar sobre el papel que la ciencia y la tecnología desempeñan en la sociedad y cómo podemos utilizar estos avances para promover valores humanitarios y construir un mundo más justo y equitativo. Si bien la puerta de la ciencia y la tecnología nunca se cerrará, depende de nosotros decidir qué camino tomaremos al atravesarla.

El futuro está lleno de posibilidades, y está en nuestras manos aprovechar el potencial transformador de la ciencia y la tecnología para construir un mundo mejor para todos.

10/04/2024