IBM Q System One: la primera computadora cuántica totalmente integrada del mundo

Las computadoras, por simples que parezcan, su capacidad y velocidad para calibrar problemas y ecuaciones es algo inalcanzable para el cerebro humano. Una computadora, como uno puede pensar, no es solo un medio que le ofrece una variedad de aplicaciones, sino que es, simplemente, una calculadora. Usted le da un comando a la computadora, éste alimenta ese comando en la unidad de procesamiento. Que luego se carga, procesa y calibra antes de darle el resultado deseado. Si bien la computadora definitivamente funciona con comandos humanos, su capacidad para procesar un comando y calibrarlo sin posibilidad de error manual es lo que hace que una máquina sea más eficiente que nosotros. Si bien las computadoras clásicas han seguido ayudándonos con los cálculos de la vida real durante mucho tiempo, la necesidad de avances tecnológicos y la construcción de una sociedad mundial basada en la tecnología, ha planteado requisitos para soluciones más avanzadas a nuestros problemas computacionales en diferentes campos de especialización. Y dado que estos problemas son demasiado difíciles de calibrar para una computadora clásica, los investigadores han recurrido a la computación cuántica.

El fabricante estadounidense de sistemas informáticos IBM dio a conocer recientemente lo que afirma ser la "primera máquina de computación cuántica integrada del mundo", llamada IBM Q System One. ¿Qué es Q System One? ¿Qué tiene en juego IBM con esto? ¿Qué podría significar esto para el futuro de los sistemas informáticos? Vamos a tomarlo, "poco a poco".

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Computación cuántica en pocas palabras

Imagen: pirateado

Entonces, todos han aprendido los números binarios en la escuela, ¿verdad? ¿El lenguaje que entienden las computadoras? ¿Suena alguna campana? Una computadora clásica no acepta ni comprende un comando escrito por palabra. Todo lo que hagas en una computadora se almacena en su memoria como una pieza de información en forma de unidades binarias, compuestas solo de 0 y 1. Entonces, una computadora clásica realiza todos los cálculos en binario. Dado que una unidad binaria puede ser un 0 o un 1, el alcance de la complejidad computacional que una computadora puede manejar o aceptar también es limitado. Siempre hay puntos de referencia que una computadora no puede lograr debido a las limitaciones de sus algoritmos para procesar y almacenar información por encima de un límite y complejidad específicos.

Imagen: Forbes

Ahí es donde entra en juego la computación cuántica. La computación cuántica trabaja sobre las leyes de la mecánica cuántica, donde la ciencia se estudia para materias de partículas mucho más pequeñas en tamaño y escala, de hecho, más pequeñas que un átomo. Estas partículas se denominan partículas subatómicas o partículas cuánticas. Ahora, consideremos que estas partículas subatómicas son bits de computadora. En la computación cuántica, la información recibida por la computadora se puede manipular aún más en bits más complejos y más pequeños.

Esto se puede hacer mediante un fenómeno llamado entrelazamiento cuántico; la superposición de bits binarios unos sobre otros para formar bits de información conectados, emparejados o agrupados. Los bits emparejados tienden a procesar información más compleja e intrincada para la calibración, ya que pueden existir en más de un solo estado, a diferencia de las formas binarias. Estos bits, entrelazados entre sí, que dependen de las propiedades del otro, se denominan qubits.

La computación cuántica básicamente lleva el estudio de las computadoras a una escala menor. Un par de bits binarios 0 y 1 en estado cuántico pueden formar cuatro estados incorporados si se superponen. De manera similar, tres qubits de 0 y 1 se pueden emparejar en ocho estados diferentes. Ahora imagina cientos de ellos; le daría pares de estados que excederían el número de partículas en el universo. Ese es el alcance de la computación cuántica.

¿Qué nos puede ofrecer la computación cuántica?

Imagen: TechFunnel

Siempre escuchamos una serie de proyecciones con respecto al mercado de acciones, los deportes, la economía mundial o nacional, la investigación médica y el clima. Estas proyecciones dirigen nuestras decisiones de la vida diaria y dan forma a una gran parte de nuestro futuro. Pero, ¿de dónde sacamos estas proyecciones? Cálculo. Software y máquinas informáticas que ejecutan datos e información entrantes sobre algoritmos matemáticos para determinar o estimar cómo será el futuro de ese campo en particular.

Los datos de las corrientes oceánicas determinan qué tiempo podemos esperar mañana. Las resonancias magnéticas en los hospitales permiten a los médicos encontrar el mejor tratamiento para el paciente. Las decisiones actuales de los conglomerados empresariales permiten a los analistas financieros manipular los gráficos de acciones y cambiar la forma de la economía del mañana. Sin embargo, aún así, hay una serie de problemas computacionales complejos que están mucho más allá de la comprensión de cualquier computadora clásica o capacidad cerebral en la Tierra. La computación cuántica puede ser una actualización de alto nivel de lo que sabemos sobre análisis computacional. El clima y el estado financiero estarían disponibles antes de lo que tuviéramos que enfrentarnos a sus consecuencias.

Los médicos y cirujanos podrían hacer nuevos descubrimientos y cambiar la administración de medicamentos para siempre. Podríamos optimizar todos los recursos y eliminar los residuos por completo; los errores manuales en los cálculos y algoritmos dejarían de existir; y además, podríamos decodificar la ocurrencia de la naturaleza y su fenómeno, ya que la naturaleza misma se basa en las propiedades de las partículas subatómicas.

¿Por qué los fabricantes de computadoras se aventuraron en la computación cuántica?

Imagen: Technology Review

Bueno, una razón podría ser la carrera por establecer el monopolio y dominar la tecnología del mundo. En la sociedad dependiente de la tecnología en la que vivimos, ya hemos proporcionado mucha información personal sobre nosotros a las corporaciones tecnológicas de primer nivel y a los proyectos tecnológicos financiados por el estado. Quien maneja tal tecnología prácticamente domina el mundo. La computación cuántica es la próxima gran novedad entre las tecnologías futuras después de la inteligencia artificial. La corporación que ofreciera el mejor análisis cuántico y computación tendría acceso a todo tipo de datos corporativos, gubernamentales y personales en relación con varios campos de trabajo. Cualquiera que posea esa información tendría el poder de tomar las mejores decisiones por sí mismo y siempre permanecería en la cima sin importar qué.

Imagen: BlueWire

Otro puede ser ganar dinero. No todas las corporaciones ofrecen servicios de computación cuántica para uso comercial y empresarial, y menos de un puñado de ellas han alcanzado una etapa en la que realmente pueden realizar computación cuántica experimental. Por lo tanto, si uno puede desarrollar un proyecto de este tipo, seguramente recibirá inversores y otras personas con dinero. Otra razón puede ser la investigación del paralelismo y la ruptura de los límites del espacio exterior. Parece una visión de algún científico loco pero si los qubits y las teorías de la mecánica cuántica, en teoría, pueden tener la posibilidad de aprender y resolver los conceptos del espacio exterior aún desconocidos para los investigadores espaciales y para el resto del mundo.

Los motivos pueden ser infinitos, pero la victoria en este sentido no es un juego y cada jugador que intente resolver la computación cuántica debe ser muy específico sobre lo que quiere de esta investigación y logro tecnológico.

IBM y su investigación en computación cuántica

Imagen: IBM

La primera incursión de IBM en la computación cuántica se remonta a 2016 cuando lanzó IBM Initiative Q, una iniciativa a nivel de la industria destinada a mejorar las capacidades de análisis computacional de diferentes corporaciones en el campo de los negocios y la ciencia. IBM Q se inició con el objetivo de lograr la optimización de recursos mediante un diagnóstico y análisis sin errores y establecer nuevos puntos de referencia para el aprendizaje automático. La iniciativa se centró en mejorar las decisiones financieras y actualizar las técnicas de gestión de riesgos a nivel empresarial. Pronto se transformó en una rama activa de proveedor de servicios de computación cuántica de IBM, permitiendo el acceso de su red a empresas a través de la nube. Impulsado por cambiar la forma en que se desarrollan los negocios hoy en día,

IBM Q System One: la poderosa entrada de IBM en el negocio de la informática cuántica

Imagen: Network Middle East

En enero de 2019, IBM anunció por primera vez que su nuevo IBM Q System One pronto estaría disponible para usos computacionales para empresas y finalmente se dio a conocer este mes, atrayendo a varios investigadores de tecnología y expertos en mecánica cuántica. System One es una actualización masiva del Q original, que ofrecía servicios de análisis de hasta 5 qubits de información. El nuevo System One sería capaz de ofrecer servicios de análisis de hasta 20 qubits. En matemáticas simples, podría calcular problemas cinco veces más complejos que sus predecesores. El último jugador en computación cuántica ya tiene corporaciones como CERN y Fermilab como clientes potenciales que se han registrado para usar sus servicios en la nube. El sistema de nueva ingeniería es capaz de reiniciarse a un ritmo más rápido que su predecesor y si su criostato se mantiene adecuadamente,

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¿Es IBM Q System One un gran salto en la informática cuántica?

Imagen: La próxima plataforma

Al lanzarlo, IBM afirmó que System One es la "primera computadora cuántica totalmente integrada del mundo", lo que puede cambiar el curso de la economía financiera y el análisis científico en un futuro próximo. IBM afirma que System One puede abrir puertas a la investigación que conducirían a todo tipo de descubrimientos científicos y alcanzarían altos objetivos de optimización de recursos y planificación empresarial. Sin embargo, esa declaración requeriría muchas discusiones antes de que pudiéramos llegar a un juicio final sobre las capacidades del último invento de IBM. La computación cuántica depende de las leyes de la mecánica cuántica y el entrelazamiento cuántico. Estas leyes nunca se han probado verdaderamente en experimentos, incluso después de una extensa investigación de hombres de ciencia como Einstein y Schrodinger. Varias teorías aún ignoran muchos conceptos de mecánica cuántica y, por lo tanto, IBM no podría resolverlo todo con System One. En segundo lugar, si bien IBM afirma que cambiaría el curso del análisis computacional comercial con este, es simplemente demasiado complejo para lograrlo. Las computadoras cuánticas solo han producido resultados experimentales hasta el momento, y System One estaría haciendo lo mismo. Si su implementación en situaciones industriales de la vida real es realmente factible o no es una cuestión de largo análisis y teorización.

Imagen: ExtremeTech

Lo que podemos decir sobre System One es que seguramente sería un referente en el campo de la investigación de la computación cuántica, y sus resultados experimentales abrirían nuevas ideas para descubrir nuevas capacidades de la propia computación cuántica. En lugar de ser un solucionador de problemas, es más probable que System One actúe como un investigador que nos ayudaría a desarrollar más herramientas y técnicas de análisis cuántico y avanzar para lograr la optimización de recursos, el análisis de riesgos y el diagnóstico de enfermedades exitosos a través de la computación cuántica.

¿Por qué IBM Q System One puede no ser la máquina definitiva?

Imagen: The Economist

Porque mantener una máquina así con la tecnología que conservamos hoy en día es una cuestión de máxima delicadeza, cuidado y vigilancia activa. Se requiere que una computadora cuántica se mantenga a temperaturas de congelación muy por debajo de -100 grados Celsius. ¿Por qué? Porque las partículas cuánticas se distorsionan incluso por las fluctuaciones más leves y deben analizarse en un estado casi estacionario. Dado que System One se acaba de lanzar para uso comercial, no sabemos qué tan capaz es de sostenerse de tales distorsiones. Además, es menos probable que IBM invierta todo en una máquina cuántica experimental, lo que significa que definitivamente tiene otros planes. Entonces, la siguiente gran pregunta es la confiabilidad. Sin las pruebas adecuadas, ni siquiera IBM puede afirmar que es cien por ciento confiable para uso comercial.

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¿La informática cuántica es un buen paso para el futuro financiero de IBM?

Imagen: Washington Post

En una opinión honesta, para una empresa de más de 100 años, el futuro financiero no sería la principal preocupación antes de aventurarse en algo. IBM ha desarrollado IBM Q System One no solo, sino con la ayuda de investigadores, expertos en arquitectura y diseñadores de todo tipo de organizaciones internacionales. Si lo ha hecho, seguramente es consciente de lo que está haciendo y lo que debe hacer con el futuro potencial de IBM Q System One. IBM sabe lo que puede traer la computación cuántica y la comercialización de tales servicios en el futuro. Recientemente, la compañía no ha logrado atraer ventas a través de sus productos y servicios tecnológicos de tendencia, como la tecnología móvil y los servicios web. En medio de todo esto, invertir investigación, conocimiento, fondos y participaciones futuras en una tecnología experimental no puede ser una prueba y un error para IBM.

¿Existe algún riesgo asociado?

Imagen: Silicon UK

Cuando uno se enfrenta con una tecnología tan potente, hay consecuencias que deben tenerse en cuenta. Como ya se mencionó, una transición exitosa de la computación cuántica experimental a la implementable otorgaría un monopolio a IBM sobre otras corporaciones y la colocaría en el círculo interno de las grandes empresas y tal vez en nuestras vidas personales. Además, en el caso de la integración de la IA, someter cantidades tan grandes de datos a una máquina de autoaprendizaje y autoanálisis no solo es un riesgo, sino una cuestión de probable peligro. Además, la computación cuántica puede ser capaz de violar las técnicas de criptografía, que pueden usarse para detener ciberataques y proporcionar comunicaciones seguras. Pero, si se usa a la inversa, se puede usar para violar archivos encriptados de organismos gubernamentales e investigaciones corporativas. Entonces, si IBM tiene éxito,

 Es demasiado pronto para decir qué puede hacer IBM con Q System One, pero hay que tener en cuenta las consecuencias que este poder tecnológico puede traer junto con el éxito y los avances. Además, llevaría más tiempo dejar de lado por completo el uso de computadoras clásicas para el análisis computacional, ya que no todas las empresas pueden optar por los servicios de computación cuántica. Por ahora, IBM puede convertirse en la primera corporación en mantener un negocio de computación cuántica rentable. ¿Los experimentos de Q System One abrirán nuevas puertas a la productividad o traerán riesgos de una explosión definitiva de la inteligencia y la tecnología de las máquinas?