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lunes, julio 03, 2017
Tendencias: Microsoft y Google buscan la supremacía en una nueva era de la computación
Se trata del sistema cuántico, que ya es
usado en laboratorios. Multiplica por millones los cálculos en
comparación con las máquinas actuales. Dentro de 10 años sería de uso
masivo.
La computación cuántica es un paradigma que rompe el perímetro trazado por los circuitos integrados. Gigantes informáticos como Google y Microsoft trabajan para adaptar esta tecnología revolucionaria al uso cotidiano.
Y si bien hoy su manejo está relegado al ámbito académico, en los
próximos 10 años, podría conducir a la elaboración de medicamentos más
eficientes, el diseño de nuevos materiales, ayudar a resolver
insondables problemas científicos, ahondar en los misterios del universo
o lograr el entendimiento de la misma estructura de la realidad.
Cómo funciona la computación cuántica
El cambio fundamental se opera en el bit (acrónimo de dígito binario)
que es la unidad mínima de información empleada por los sistemas de
cómputos actuales. Su equivalente cuántico es el qubits, que en lugar de
codificar la información en unos y ceros (como lo hace el bit) puede
alcanzar toda la combinación del 0 0, 0 1, 1 0 y 1 1 al mismo tiempo.
Esta multiplicidad hace posible mostrar a la vez todas las soluciones
que existen para un mismo problema.
“Los bits cuánticos almacenados a escala atómica, podrían existir en
estados que representen un “0” ó “1”, pero también en estados donde
ambas alternativas (0 y 1) existen a la vez. Por eso, una computadora
cuántica podría realizar muchos cómputos clásicos en paralelo, algo que
se conoce como el “paralelismo cuántico”. Durante muchos años los
físicos especularon sobre el poder de estas máquinas aunque otros eran
más escépticos. Recién en 1995 se demostró que, si pudieran construirse,
serían mucho más potentes que sus parientes clásicas, las computadoras
que usamos todos los días. A partir de entonces, se lanzó la carrera por
construirlas”, explica Juan Pablo Paz profesor de la FCEyN e
Investigador del Conicet, autor del libro “La física cuántica”, de
editorial Siglo XXI.
Google, la NASA y la Asociación de Investigación Espacial de
Universidades de Estados Unidos (USRA) son las primeras instituciones
que están instalando el sistema D-Wave 2000Q en el Centro de
Investigación Ames de la NASA para utilizarlo en inteligencia artificial
y machine learning.
Este fenómeno nuclear abre las puertas de la lógica que conducen a
nuevos algoritmos y al ejercicio de cálculos en simultáneo. Así, este
método radical aplica los principios de la mecánica cuántica para
resolver problemas millones de veces más rápido que los servidores más
potentes. Y mientras las máquinas actuales alcanzaron sus límites
físicos y estructuras, ya que sólo pueden brindar respuestas binarias
(sí o no; verdadero o falso) analizando información almacenada; los
sistemas cuánticos lograrán obtener una gama más amplia de
posibilidades, calculando y asumiendo nuevos conjuntos de datos.
“En la última década hubo avances notables que permiten prever que
las computadoras cuánticas podrían llegar a ser una realidad
tecnológica. Google y Microsoft están invirtiendo millones de dólares
cada año para ese fin. En la Argentina hay un esfuerzo sostenido, pero
modesto en este campo y contamos con laboratorios pioneros en algunas de
las tecnologías involucradas en el procesamiento cuántico de la
información, como el que funciona en el Departamento de Física de la
UBA”, apunta Paz.
Los superconductores qubits son la forma más eficiente de procesar información.
La potencia de los sistemas cuánticos se mide en unidades de
procesamiento, que no son más que átomos individuales. Así, dos años
atrás, la computadora más veloz empleaba sólo 9 qubits. Google busca
capitanear su desarrollo y está lista para construir el primer chip con
49 qubits, una cifra récord. El anuncio llegaría a fin de año. Hasta el
momento, sólo habían podido hacer ensayos precisos con uno de 20 qubits,
que es el más potente en funcionamiento en la actualidad.
Este salto tecnológico servirá como disparador para lo que Google
bautizó como la “supremacía cuántica”, donde las máquinas adquirirán una
capacidad de cálculo y potencia 100 millones de veces superior a las
actuales. Con el procesador de 20 qubits se logra una eficacia del 99,5
%. Cuanto más alto es el rating, el sistema es más estable y comete
menos errores. Con el procesador de 49 qubits, esta eficacia supera el
99,7%.
Los superconductores qubits son la forma más eficiente de procesar información.
Microsoft apuesta sus fichas cuánticas por un concepto de
laboratorio: la computación cuántica topológica y espera realizar una
primera demostración de cómo se desenvuelve esta tecnología en los
próximos meses. Al frente de este desafío está Todd Holmdahl, que tuvo
un rol clave en el desarrollo de Xbox, Kinect y HoloLens, las
tecnologías más rupturistas del siglo XX. Y aunque entiende que el éxito
nunca esta garantizado, piensa que la inversión en investigación fue lo
suficientemente fructífera para dejar una guía hacia la computadora
cuántica escalable.
La intención es lograr un sistema que pueda comenzar a resolver
problemas complejos, de manera eficiente, desde el día uno. Pero como
todavía está en etapa embrionaria, se estima que no será hasta 2027 que
se consiga un procesamiento cuántico sin fallas.
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