La convergencia entre la computación cuántica y la supercomputación ya es una realidad: nos habla de metaverso e IA cuánticos
La combinación de computación cuántica con supercomputación cambiará el horizonte tecnologíco. / Generador de imágenes de COPILOT para T21/Prensa Ibérica con tecnología DALL-E-3
Eduardo Martínez de la Fe
Madrid
La convergencia entre la tecnología cuántica y la supercomputación da sus primeros pasos con vistas a crear ecosistemas cuánticos locales, así como para tejer el tapiz del internet cuántico. Todo está ya a la vuelta de la esquina y nos deja a las puertas del metaverso cuántico y tal vez de la IA cuántica.
La revolución cuántica está llamando a las puertas de nuestra realidad digital, y lo hace con una promesa tan audaz como fascinante: transformar radicalmente la forma en que procesamos y transmitimos información.
En el corazón de esta revolución se encuentra la convergencia entre la computación cuántica y la supercomputación (una forma de computación de alto rendimiento), un matrimonio tecnológico que promete desbloquear capacidades computacionales hasta ahora inimaginables.
Datos en los zapatos
Imaginemos por un momento un centro de datos del tamaño de una caja de zapatos, capaz de realizar cálculos que hoy requerirían instalaciones del tamaño de campos de fútbol. Esto no es ciencia ficción, sino el futuro que los investigadores del Instituto IMEC de Bélgica están construyendo con sus innovadores centros de datos basados en superconductores.
Utilizando materiales que desafían las leyes de la resistencia eléctrica y operando a temperaturas cercanas al cero absoluto, estos centros de datos cuánticos prometen comprimir el poder de procesamiento de manera exponencial, al tiempo que reducen el consumo energético en un factor de 100.
Más allá del hardware
Pero esta revolución no se detiene en el hardware. El verdadero desafío, como señala Josep María Martorell, director asociado del Barcelona Supercomputing Center (BCS-CNS), radica en lograr que "la computación cuántica trabaje con la supercomputación", lo que requiere mucha investigación, inversión y unos plazos de tiempo que hay que respetar para alcanzar la excelencia.
Para conseguirlo, es preciso crear sistemas que permitan la comunicación eficiente entre computadoras cuánticas y clásicas; diseñar algoritmos que aprovechen las fortalezas de ambos tipos de computación; desarrollar métodos para gestionar y corregir errores en sistemas cuánticos, así como aumentar el número de cúbits (la unidad básica de la información cuántica) manteniendo la coherencia cuántica.
Pero esta ambición ya no es solo teórica. Según informa un artículo de IEEE Spectrum, los centros de datos ya están comenzando a integrar computadoras cuánticas junto con hardware clásico utilizado en la computación de alto rendimiento (HPC), tal como había anticipado Martorell a T21/Prensa Ibérica. Esta combinación busca aprovechar las fortalezas de ambos paradigmas para resolver problemas complejos de manera más eficiente.
Ecosistemas cuánticos locales
Las computadoras cuánticas, con su capacidad para realizar cálculos masivamente paralelos, pueden superar a las clásicas en ciertos tipos de problemas. Sin embargo, integrarlas en centros de datos tradicionales presenta desafíos específicos, como la necesidad de controlar el ruido y la interferencia electromagnética.
El artículo de IEEE Spectrum destaca que, aunque la mayoría de las empresas de hardware cuántico han ofrecido acceso a sus dispositivos a través de la nube, ahora hay una creciente demanda para instalar estas máquinas cuánticas directamente en centros de datos y laboratorios de supercomputación. Esta novedad, que marca tendencia, responde a preocupaciones sobre la seguridad de los datos sensibles y el deseo de fomentar ecosistemas cuánticos locales.
El metaverso cuántico es la siguiente estación de la revolución tecnológica en curso. / Generador de imágenes de la IA de BING para T21/Prensa Ibérica, desarrollada con tecnología de DALL·E.
Tapiz del Internet cuántico
El desembarco de la tecnología cuántica en la informática convencional no termina ahí: en la Universidad de Leibniz en Hannover, un equipo de científicos está tejiendo los primeros hilos de lo que podría convertirse en el tapiz del internet cuántico.
Según informa la citada universidad, han desarrollado un método ingenioso para que la información cuántica (a través de fotones entrelazados) viaje a través de las redes de fibra óptica, lo que permite integrar la Internet convencional con la Internet cuántica, un logro tecnológico hasta ahora inalcanzado.
Este avance podría permitir que la próxima generación de tecnología de telecomunicaciones, la internet cuántica, se transmita a través de fibras ópticas. La internet cuántica promete métodos de cifrado a prueba de escuchas que ni siquiera los futuros ordenadores cuánticos podrán descifrar, lo que garantizará la seguridad de la infraestructura crítica, explican sus desarrolladores.
Desafíos pendientes
La integración de estas tecnologías no es un camino de rosas. Al igual que pasa con la aproximación cuántica a la HPC, la internet cuántica también requiere superar desafíos como el desarrollo de interfaces que permitan el diálogo fluido entre sistemas cuánticos y clásicos, hasta la creación de algoritmos híbridos que aprovechen lo mejor de ambos mundos. Es un viaje que nos lleva a los límites de la física conocida, donde los errores cuánticos acechan en cada esquina y el tiempo de coherencia de los cúbits es tan frágil como precioso.
Sin embargo, el premio que nos espera al final de este camino bien vale la pena el esfuerzo. Imaginemos un futuro en el que los problemas más complejos de la humanidad, desde el diseño de nuevos medicamentos hasta la optimización de sistemas logísticos globales, puedan resolverse en cuestión de segundos.
Un futuro en el que también la seguridad de nuestras comunicaciones está garantizada por las leyes fundamentales de la física, y donde la capacidad de procesamiento de datos sea prácticamente ilimitada.
¿IA cuántica?
Este futuro no es una utopía lejana, sino un horizonte que se acerca a pasos agigantados y que trae cola: la siguiente estación después de la internet cuántica es el metaverso cuántico. Y la historia de este matrimonio tecnológico no terminará aquí.
La convergencia de la computación cuántica y la supercomputación nos anticipa un salto cuántico todavía mayor hacia el futuro: como ya hemos explicado en otro artículo, la conjunción de ambas tecnologías consagra la posibilidad de alcanzar la Inteligencia Artificial Cuántica.
06 AGO 2024
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