Divulgación Qué aportarán los Qbits al futuro de la tecnología?

[Lauriscus]

Hola! Mi pregunta es sobre Qbits. Sé que actualmente esta tecnología está descubriéndose, pero ya hace tiempo que me surgió la duda de qué podría aportar a los ordenadores e inteligencia artificial. Qué cambios notorios podría suponer. En qué cambiaría el modo de transmitir y procesar información y qué cosas podríamos lograr que antes no podíamos.

Acabo de terminar 1° de Ingeniería Multimedia y en clase muchas veces nos hemos preguntado(sobre todo en computadores) por qué no estudiamos ya los ordenadores cuánticos. (Seguimos viendo los componentes y circuitos clásicos, los transistores, etc) Que aunque parezca simple, todo eso crea algo mucho más grande. Por eso no quiero ni imaginar lo que supondrá utilizar estos Qbits.
Muchas gracias!!!

[Julián]

¿por qué no estudian todavía computo cuántico? Pues si bien existe un formalismo matemático robusto, y actualmente se puede acceder a sistemas cuánticos de 20 qbits (IBM Q System), hay fuertes detractores que dicha tecnología será de uso personal a gran escala, con sistemas de gran cantidad de QBITs. Esto es debido a la coherencia cuántica, ya que los sistemas y compuertas cuánticas son sistemas que deben estar aislados del entorno y para tal fin es necesario temperaturas cercanas a los 0ºK. Las compuertas cuánticas modifican las amplitudes de probabilidad de los sistemas cuánticos (electrón, foton, átomo, iones, etc.) sin realizar una medición. Al medir, el sistema cuántico colapsa a un estado determinado. Así como existen detractores, otros, como Google, afirma que la era de la computación cuántica comenzará a en 2020.

Lo que sin lugar a dudas, en los próximos años habrá sistemas de computo cuántico potentes en entornos acondicionados para tal fin, los cuales podrán utilizarse en forma remota (accediendo tal cual accedemos a IBM Q System o D-wave)y que pertenecerán a corporaciones como Google, IBM, D-wave, etc. Como lo estamos observando hoy en día pero con mayor número de qbits y menor probabilidad de error.

Otro aspecto, la computación cuántica no suplantará completamente a la computación tradicional. Es más, muchos procesos y algoritmos son y serán más eficientes y óptimos en la computación tradicional, eso no depende de la tecnología sino que es un límite físico.
La computación cuántica tiene otro paradigma y hasta el momento hay ciertos algoritmos que cuanticamente son más eficiente que la computación tradicional y otros no. Para procesamiento determinista, como el utilizado en streaming de video, video juegos, o simplemente para visitar un foro de física (forum.lawebdefiscia.com), etc. se seguirá utilizando computación tradicional y siempre será más óptimo.
El fuerte de la computación cuántica es la probabilidad porque se basa en modificar, mediante compuertas cuánticas, las amplitudes de probabilidad de los sistemas cuánticos para llevarlos a converger a un estado particular y determinado. De allí que modelar sistemas probabilistas, como sistemas cuánticos (valga la redundancia), inteligencia artificial, modelos sociales, etc. son más prometedores e eficientes.

En este video está completamente explicado: https://youtu.be/g_IaVepNDT4
y el porqué no reemplazará completamente a la computación tradicional: https://youtu.be/g_IaVepNDT4?t=313

Otro aspecto es la criptografía, que tiene utilidad en la transmisión de información confiable. Pero la transmisión de información en un canal es un aspecto diferente al procesamiento de la información. No es posible en la práctica aplicar métodos cuánticos en transmiciones de radio de microondas, como telefonía o enlaces satelitales, debido al cuanto de energía en esa frecuencias. Aspecto diferente para las longitudes de onda en enlaces de fibra óptica.

Mi opinión es que la computación cuántica se integrará con sistemas de computación tradicional pero el procesamiento cuántico se realizará en sistemas "localizados" (localizados es una forma de decir, ya que un mismo servicio está distribuido en diferentes servidores regionales, en una dirección multicast*) y pertenecientes a companías, que brindarán el servicio de procesamiento. Es decir, tendremos computadores cuánticas virtuales en nuestro teléfonos, notebooks, etc, así como poseemos hoy en día virtualización de computo tradicional. Los sistemas de computación están migrando a procesamientos en la nube y sumado a la inclusión de redes 5G y pelos de fibra por todos lados, no solo habrá servidores tradicionales (como servidores OTT, web, base de datos, de procesamiento de datos tradicional) sino también servidores de procesamiento cuántico.

Otro tipo de sistemas de procesamiento, que desde mi punto de vista es más prometedor, son los sistemas de cómputo neuromórficos. Por muchas razones. La principal es que energéticamente no es viable tener un sistema a una temperatura cercana a 0ºK más el consumo de la electrónica tradicional, en cada casa y escritorio del mundo y tampoco un sistema de computo tradicional, considerando la cantidad creciente de sistemas.

PD: No sabía que existía la ingeniería en multimedia.

*multicast, en el ya necesario protocolo IPv6. Con IPv4 se utiliza proxys (como HAProxy) y balance de cargas.