¿Qué es la computación cuántica?

Una vez considerada una tecnología de tarta en el cielo, la computación cuántica está emergiendo como una forma para que las empresas aborden el aprendizaje automático (ML), la optimización, la búsqueda y los desafíos que no pueden afectar a los modelos de computación clásicos. Los CIO deben comenzar a explorar la tecnología o arriesgarse a quedarse atrás de sus rivales, según Gartner.

Las máquinas Quantum procesarán en segundos los datos que tardan años en procesarse los supercomputadores. "Eso podría cambiar las cosas para las empresas", dice el analista de Gartner Matthew Brisse. El aprendizaje automático puede ser el mejor caso de uso, ya que las máquinas cuánticas procesarán los algoritmos ML más rápido, acelerando la capacidad de las empresas para procesar información y obtener conocimientos, de acuerdo con Brisse. "Si puede acelerar el aspecto de aprendizaje automático de la computación cuántica, acelerará la adopción de AI y lo hará más eficiente", dice.

Gartner estima que el 20% de las compañías Fortune 500 presupuestarán los proyectos de computación cuántica para 2021. Brise dice que los líderes de TI preguntan qué es la computación cuántica, qué pueden hacer con ella y dónde encontrar ingenieros para trabajar con la tecnología. Lo que es más importante, los CIO quieren saber cómo aplicar la computación cuántica a su negocio e identificar oportunidades para una innovación concisa.

Para muchas empresas, implementar máquinas cuánticas para una TI empresarial es una aventura muy cara y probablemente infructuosa..

¿Qué es la computación cuántica?
La computación cuántica es un enfoque poderoso para procesar datos usando bits cuánticos o qubits, que pueden representar y almacenar valores de 0, 1 o, en superposición, una combinación de 0 y 1 simultáneamente. Esta superposición de estados permite a las computadoras cuánticas operar a una escala muy acelerada, que usa la velocidad de la informática clásica, que usa bits binarios para almacenar información como 0 o 1.

¿Cómo funciona la computación cuántica?
Para realizar un cálculo con muchos qubits, todos deben mantenerse en superposiciones de estados interdependientes, también conocidos como estados cuánticos coherentes, en los que se dice que los qubits están enredados. Los qubits son frágiles y sufren fluctuaciones en temperatura, ruido, frecuencia y movimiento. Hoy en día, los qubits solo pueden mantener su estado cuántico durante aproximadamente 100 microsegundos antes de la decoherencia, de acuerdo con los investigadores de IBM.

Las condiciones de computación cuántica son extremas, requieren refrigeración a 0.015 grados Kelvin o 180 veces más frías que el espacio interestelar. También deben estar blindados a 50 veces menos que el campo magnético de la tierra; colocados en un alto vacío, donde están presurizados a 10 mil millones de veces más bajo que la presión atmosférica y colocados en un piso de baja vibración.

¿Qué tan rápido es una computadora cuántica?
Un punto de referencia muy solicitado, la supremacía cuántica es el punto en el cual una computadora cuántica puede funcionar más rápido que la supercomputadora más rápida de la actualidad. La ocurrencia es de 50 qubits. Pero el desafío de mantener la coherencia es aún mayor a medida que aumenta el número de qubits. A saber, Brisse dice que el rendimiento cuántico depende en última instancia de minimizar los errores cuánticos.

Brisse estima que la verdadera supremacía cuántica, en la que los sistemas pueden mantener la coherencia lo suficiente como para cumplir su promesa cuántica, está a uno o dos años de distancia.

Primeros usuarios de computación cuántica
Los CIO interesados ​​en el potencial de la computación cuántica deberían hacer un balance de los primeros usuarios. Volkswagen en marzo de 2017 comenzó a utilizar máquinas cuánticas de D-Wave Systems para optimizar el flujo de tráfico de 10.000 taxis en Beijing, China. El CIO de Volkswagen Martin Hofmann dice que su equipo tenía un chip cuántico para abordar cada bit en el chip. Accenture y la hipertensión son dos de las moléculas más importantes en el mundo. J.P. Morgan Chase está trabajando con IBM para usar computadoras cuánticas para el análisis de riesgos y estrategias comerciales.

Aplicaciones de computación cuántica
Brisse dice que los CIO deben identificar los problemas que involucran grandes conjuntos de datos que no pueden ser resueltos por las computadoras clásicas, incluidos los problemas de NP-hard, como el problema de optimización del vendedor de seguimiento. Una vez que se ha definido un problema cuántico, los CIO pueden comenzar a operar.

Proveedores y plataformas de computación cuántica
IBM e Intel han desarrollado computadoras cuánticas con 50 y 49 qubits, con Google trabajando en una capaz de una escala similar. Brisse, que está rastreando a 50 vendedores en este espacio, dice que IBM, 1Quibit, D-Wave, Microsoft y Rigetti Computing están entre los que han desarrollado interfaces de programación para máquinas cuánticas. Los CIO deben familiarizarse con los proveedores y sus ofertas, y descargar un marco de computación cuántica, que incluye un kit de desarrollo de software y API.

Los CIO no deberían apresurarse a comprar máquinas cuánticas, especialmente hasta que tengan el talento y la eficiencia de codificación para construir el software que se ejecutará sobre ellas. En su lugar, pruebe las etapas computacionalmente intensivas de los flujos de trabajo ML, que incluyen capacitación, inferencia y optimización, contamos con un sistema de computación cuántica como servicio, como el servicio Quantum Experience de IBM.