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Alzando el vuelo con Heron y Condor: los últimos avances en computadoras cuánticas

Autor: Securities.io

IBM acaba de anunció el último avance en su misión de hacer realidad las computadoras cuánticas prácticas y comercializadas: un procesador de más de 1,000 qubits denominado ‘Condor’ y un procesador centrado en la corrección de errores denominado ‘Heron’.

Las computadoras cuánticas representan un nuevo enfoque para la computación basada en máquinas. Mediante el uso de qubits capaces de superposición y entrelazamiento, las computadoras cuánticas tienen el potencial de realizar cálculos más rápidos y complejos que los bits clásicos utilizados en las computadoras más tradicionales. A diferencia de la computación tradicional, donde los bits representan 0 o 1, los qubits en la computación cuántica pueden representar ambos estados simultáneamente. Es importante destacar que esto hace que la computación cuántica sea complementaria a la computación clásica y no un reemplazo; sobresale en tareas como simulaciones moleculares y optimizaciones de sistemas, mientras que la computación clásica es más adecuada para las tareas cotidianas.

Es por los tipos de tareas en las que la computación cuántica debería sobresalir que esta tecnología es tan alardeada. Vale la pena desarrollar una computadora capaz de realizar cálculos complejos en órdenes de magnitud más rápido que sus contrapartes tradicionales, ya que sus casos de uso tienen el potencial de cambiar el mundo y nuestra comprensión del mismo.

La garza y ​​el cóndor de IBM

Con su anuncio, IBM ha logrado avances significativos en la computación cuántica al lanzar dos procesadores cuánticos avanzados: Heron y Condor.

El procesador Heron, incluido en el sistema cuántico ibm_torino, representa un salto adelante con sus 133 qubits de frecuencia fija y acopladores sintonizables, ofreciendo una mejora de rendimiento de 3 a 5 veces en comparación con sus procesadores Eagle anteriores de 127 qubit. Este avance prácticamente elimina la “diafonía” (interacción o interferencia no deseada entre qubits) y sienta las bases para el futuro desarrollo de hardware. En particular, IBM ya está utilizando estos chips en su plataforma informática Quantum System Two de ‘arquitectura modular’.

Presentación del IBM Quantum System Two

Por otro lado, el procesador Condor, un procesador cuántico de 1,121 qubits superconductores, es una innovación igualmente notable. Aumenta la densidad de los qubits en un 50 %, incorpora avances en la fabricación de qubits e integra más de una milla de cableado criogénico de alta densidad dentro de un refrigerador de dilución única (una herramienta utilizada para alcanzar temperaturas extremadamente bajas, generalmente cercanas al cero absoluto). El rendimiento de Condor es comparable al anterior procesador Osprey de 433 qubits de la compañía, lo que marca un hito importante en la ampliación y la información del futuro diseño de hardware en computación cuántica.

Estos desarrollos de IBM son fundamentales para ampliar los límites de la utilidad cuántica y avanzar hacia la supercomputación centrada en lo cuántico.

Aplicaciones y limitaciones

Como se mencionó anteriormente, las computadoras cuánticas son tan alabadas debido a su potencial para avanzar enormemente en nuestra comprensión de casi todos los campos de la ciencia. Los siguientes son sólo algunos ejemplos de estos.

Medicina: En medicina, la computación cuántica podría revolucionar el descubrimiento de fármacos al simular el comportamiento de las moléculas a nivel cuántico. Esto permite predicciones más precisas sobre cómo los medicamentos potenciales podrían interactuar con el cuerpo humano, acelerando el desarrollo de nuevos medicamentos y reduciendo costos.

Meteorología: En meteorología, las computadoras cuánticas podrían analizar grandes cantidades de datos meteorológicos de manera más eficiente que las computadoras clásicas. Esto conduciría a una mayor precisión. predicciones meteorológicas y una mejor comprensión del cambio climático, ayudando a mitigar desastres naturales y planificar estrategias agrícolas.

Solución de problemas complejos: La computación cuántica podría abordar problemas que actualmente no pueden resolver las computadoras clásicas, como la optimización de grandes sistemas para logística y cadenas de suministroo resolver problemas matemáticos complejos. Esto tiene amplias implicaciones para varios sectores, incluidos el transporte, la energía y las finanzas.

También es importante reconocer que no podemos saber lo que no podemos imaginar. Es decir, habrá decenas de avances inesperados que serán posibles gracias a las capacidades que algún día proporcionará esta tecnología.

“La computación cuántica es el futuro de la informática. Abrirá nuevas posibilidades para el descubrimiento científico y el avance tecnológico que ni siquiera podemos imaginar hoy”. – Arvind Krishna, presidente y director ejecutivo de IBM, en una entrevista con CNBC

Dado que las computadoras cuánticas representan un logro tecnológico tan monumental, no debería sorprender que haya habido, y siga habiendo, importantes obstáculos y limitaciones que deben superarse con el tiempo. Por ejemplo, la computación cuántica enfrenta actualmente desafíos en la corrección de errores, la escalabilidad y el desarrollo de algoritmos prácticos.

Con el tiempo, es probable que surjan otros obstáculos, que antes eran inesperados debido a una comprensión rudimentaria pero creciente de la mecánica cuántica. La complejidad y el potencial de la física cuántica se enfatizan en la siguiente cita.

“Si crees que entiendes la mecánica cuántica, no entiendes la mecánica cuántica”. – Richard Feynman, premio Nobel de Física

Tal como están las cosas, estas limitaciones significan que las computadoras cuánticas aún no están listas para su uso generalizado. Con los avances recientes, los cronogramas optimistas apuntan a otra década antes de que esto suceda.

Educación para la futura fuerza laboral de computación cuántica

En décadas pasadas, la computación cuántica parecía estar en un futuro tan lejano que los cursos que la enseñaban eran pocos y espaciados. Ahora que se empieza a vislumbrar un futuro en el que realmente se utilizarán, la necesidad de formar a la próxima generación de científicos e ingenieros que serán responsables de continuar con este avance no hace más que aumentar. Como resultado, muchas universidades ofrecen ahora cursos y programas especializados en computación cuántica para preparar una fuerza laboral calificada para este campo emergente.

  • El Instituto de Computación Cuántica de la Universidad de Waterloo es un ejemplo notable que combina la investigación académica con el impulso de comercializar la tecnología. Financiado por Mike Lazaridis, creador de BlackBerry, emplea a unos 296 investigadores y ha publicado más de 1,500 artículos de investigación.
  • Universidad de Oxford tiene una larga trayectoria en la computación cuántica, con importantes contribuciones al campo, incluida la primera computadora cuántica de RMN de estado puro en funcionamiento.
  • Iniciativa Cuántica de Harvard de la Universidad de Harvard se centra en avanzar en la ciencia y la ingeniería de las computadoras cuánticas y sus aplicaciones, preparándose para lo que llama la “segunda revolución cuántica”.
  • Centro de Física Teórica del MIT profundiza en la información cuántica y la computación cuántica, explorando algoritmos cuánticos, la teoría de la información cuántica y la realización experimental de computadoras cuánticas.
  • Universidad Nacional de Singapur y Centro de Tecnologías Cuánticas de la Universidad Tecnológica de Nanyang y Centro de Información y Computación Cuántica de la Universidad de California Berkeley También son pioneros en la educación sobre computación cuántica, centrándose en la investigación y el desarrollo de dispositivos cuánticos.
  • Instituto Cuántico Conjunto de la Universidad de Maryland colabora con importantes instituciones como NIST y LPS, llevando a cabo extensos programas de investigación dedicados al control y explotación de sistemas cuánticos.

Actores de la industria que avanzan en la computación cuántica

Si bien las escuelas antes mencionadas pueden estar formando a la próxima generación de especialistas en computación cuántica, las siguientes empresas están allanando el camino hacia este futuro.

1.  International Business Machines Corporation

gráfico dinámico finviz para IBM

Marketcap Relación P / E Ganancias por acción (EPS)
146,729,024,781 21.35 $7.54

IBM ha sido durante mucho tiempo líder en el desarrollo de computadoras cuánticas. La empresa pretende democratizar el desarrollo de la computación cuántica a través de iniciativas como Qiskit Patterns. IBM también ha ampliado su hoja de ruta para lograr computación cuántica práctica a gran escala, centrándose en nuevas arquitecturas modulares y redes que podrían permitir sistemas cuánticos con cientos de miles de qubits, esenciales para aplicaciones cuánticas prácticas.

2.  Microsoft Corporation

gráfico dinámico finviz para MSFT

Marketcap Relación P / E Ganancias por acción (EPS)
2,751,274,868,949 36 $10.33

Los esfuerzos de Microsoft en computación cuántica se centran en la integración y colaboración en la nube. La compañía ha introducido máquinas cuánticas con los volúmenes cuánticos más altos de la industria en Azure Quantum, incluidas asociaciones con IonQ, Pasqal, Quantinuum, QCI y Rigetti. Esta integración facilita la experimentación y es un paso hacia la computación cuántica escalada. Microsoft enfatiza la importancia de un ecosistema global para aprovechar todo el potencial de la computación cuántica y planea entregar su máquina cuántica como un servicio en la nube a través de Azure, garantizando un uso seguro y responsable de esta tecnología emergente.

3.  Alphabet Inc.

Gráfico dinámico finviz para GOOGL

Marketcap Relación P / E Ganancias por acción (EPS)
1,636,028,940,000 25.17 $5.21

Alphabet, a través de su laboratorio Google Quantum AI, ha logrado avances significativos en la computación cuántica. En 2023, los científicos de Google anunciaron un hito importante en la reducción de la tasa de errores en la computación cuántica, un desafío de larga data en este campo. Su investigación, publicada en la revista Nature, describe un sistema capaz de disminuir significativamente la tasa de error e implementar códigos de corrección de errores que pueden detectar y corregir errores sin comprometer la información. Anteriormente, en 2019, Google afirmó haber alcanzado la “supremacía cuántica” con su máquina Sycamore, realizando un cálculo en 200 segundos que a una supercomputadora convencional le habría llevado 10,000 años, demostrando el potencial de la computación cuántica para resolver problemas complejos que van mucho más allá de las capacidades de informática tradicional.


Conclusión

La computación cuántica representa un salto innovador en el mundo de la informática y ofrece el potencial de revolucionar una gran cantidad de campos. Si bien los recientes avances de IBM con los procesadores cuánticos Heron y Condor significan un progreso significativo hacia la computación cuántica práctica, la tecnología continúa enfrentando desafíos importantes en la corrección de errores, la escalabilidad y el desarrollo de algoritmos, lo que destaca la necesidad de investigación e innovación continuas.

Si bien estos desafíos persisten, la computación cuántica promete desbloquear posibilidades que ni siquiera podemos imaginar hoy, marcando el comienzo de una nueva era de descubrimientos científicos y avances tecnológicos. Todo su potencial aún está desplegándose y su impacto en diversas industrias y la sociedad promete ser profundo.

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