{"id":3299,"date":"2020-10-31T01:00:00","date_gmt":"2020-10-31T07:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/revistapotencialhumano.com.mx\/publicaciones\/?p=3299"},"modified":"2020-12-04T19:50:35","modified_gmt":"2020-12-05T01:50:35","slug":"cuantico-versus-clasico","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapotencialhumano.com.mx\/publicaciones\/cuantico-versus-clasico\/","title":{"rendered":"Cu\u00e1ntico versus Cl\u00e1sico"},"content":{"rendered":"\n
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\u00bfEst\u00e1s listo para la revoluci\u00f3n de la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

\/ Tecnolog\u00eda \/ <\/p>\n\n\n\n

Mucho hemos escuchado\nsobre el alcance de la f\u00edsica cu\u00e1ntica en los \u00faltimos a\u00f1os. Es una historia que\nviene desde las aportaciones de Albert Einstein a mediados del siglo pasado\nhasta llegar a los m\u00e1s recientes experimentos – con fotones y la aceleraci\u00f3n de\npart\u00edculas -.[1]<\/sup><\/a>  La manera en\nque entendemos nuestro Universo se modifica constantemente, ya sea individual,\nsocial o culturalmente, por lo que posiblemente nos sorprender\u00e1 la relevancia\nque involucra la discusi\u00f3n te\u00f3rica en este art\u00edculo.<\/p>\n\n\n\n

A\u00fan hay mucha magia en el Universo que no logramos entender. La f\u00edsica cu\u00e1ntica intenta desmenuzar cada elemento de la trama c\u00f3smica para sostener conocimiento con estudios f\u00edsicos y astron\u00f3micos especializados. Este art\u00edculo de Shohini nos instruye sobre el tema con una redacci\u00f3n experta y ligera, leamos. \u201cLa f\u00edsica cu\u00e1ntica ya ha cambiado nuestras vidas. Gracias a la invenci\u00f3n del l\u00e1ser y el transistor (ambos productos de la teor\u00eda cu\u00e1ntica), casi todos los dispositivos electr\u00f3nicos que usamos hoy en d\u00eda son un ejemplo de la f\u00edsica cu\u00e1ntica en acci\u00f3n. Ahora podemos estar al borde de una segunda revoluci\u00f3n cu\u00e1ntica mientras intentamos aprovechar a\u00fan m\u00e1s el poder del mundo cu\u00e1ntico. La computaci\u00f3n cu\u00e1ntica y la comunicaci\u00f3n cu\u00e1ntica podr\u00edan afectar a muchos sectores, incluidos la salud, la energ\u00eda, las finanzas, la seguridad y el entretenimiento. Estudios recientes predicen una industria cu\u00e1ntica multimillonaria para 2030. Sin embargo, es necesario superar importantes desaf\u00edos pr\u00e1cticos antes de que se pueda lograr este nivel de impacto a gran escala.
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Cu\u00e1ntico versus cl\u00e1sico<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Aunque la teor\u00eda cu\u00e1ntica tiene m\u00e1s de un siglo, la revoluci\u00f3n cu\u00e1ntica actual se basa en la comprensi\u00f3n m\u00e1s reciente de que la incertidumbre, una propiedad fundamental de las part\u00edculas cu\u00e1nticas, puede ser un recurso poderoso. A nivel de part\u00edculas cu\u00e1nticas individuales, como electrones o fotones (part\u00edculas de luz), es imposible conocer con precisi\u00f3n todas las propiedades de la part\u00edcula en un momento dado. Por ejemplo, el GPS de su autom\u00f3vil puede indicarle su ubicaci\u00f3n, velocidad y direcci\u00f3n de una sola vez, y con la suficiente precisi\u00f3n para llegar a su destino. Pero un GPS cu\u00e1ntico no podr\u00eda mostrar de forma simult\u00e1nea y precisa todas esas propiedades de un electr\u00f3n, no debido a un dise\u00f1o defectuoso, sino porque las leyes de la f\u00edsica cu\u00e1ntica lo proh\u00edben. En el mundo cu\u00e1ntico, debemos utilizar el lenguaje de la probabilidad, en lugar de la certeza.Y en el contexto de la computaci\u00f3n basada en d\u00edgitos binarios (bits) de 0 y 1, esto significa que los bits cu\u00e1nticos (qubits) tienen alguna probabilidad de ser un 1 y alguna probabilidad de ser 0 al mismo tiempo. <\/p>\n\n\n\n

Tal imprecisi\u00f3n es desconcertante al principio. En nuestras computadoras cl\u00e1sicas cotidianas, los ceros y unos est\u00e1n asociados con interruptores y circuitos electr\u00f3nicos que se encienden y apagan. No saber si est\u00e1n exactamente encendidos o apagados no tendr\u00eda mucho sentido desde un punto de vista inform\u00e1tico. De hecho, eso dar\u00eda lugar a errores en los c\u00e1lculos. Pero la idea revolucionaria detr\u00e1s del procesamiento de informaci\u00f3n cu\u00e1ntica es que la incertidumbre cu\u00e1ntica, una “superposici\u00f3n” difusa entre 0 y 1, en realidad no es un error, sino una caracter\u00edstica. Proporciona nuevas palancas para formas m\u00e1s potentes de comunicar y procesar datos.<\/p>\n\n\n\n

Comunicaci\u00f3n cu\u00e1ntica y computaci\u00f3n cu\u00e1ntica en acci\u00f3n<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Un resultado de la\nnaturaleza probabil\u00edstica de la teor\u00eda cu\u00e1ntica es que la informaci\u00f3n cu\u00e1ntica\nno se puede copiar con precisi\u00f3n. Desde el punto de vista de la seguridad, esto\nes un cambio de juego. Los piratas inform\u00e1ticos que intentan copiar claves\ncu\u00e1nticas que se utilizan para cifrar y transmitir mensajes se ver\u00edan\nfrustrados, incluso si tuvieran acceso a una computadora cu\u00e1ntica u otros\nrecursos poderosos. Este cifrado fundamentalmente imposible de piratear se basa\nen las leyes de la f\u00edsica y no en los complejos algoritmos matem\u00e1ticos que se\nutilizan en la actualidad. Si bien las t\u00e9cnicas de cifrado matem\u00e1tico son\nvulnerables a ser descifradas por computadoras lo suficientemente potentes,\ndescifrar el cifrado cu\u00e1ntico requerir\u00eda violar las leyes de la f\u00edsica.<\/p>\n\n\n\n

As\u00ed como el cifrado cu\u00e1ntico es fundamentalmente diferente de los m\u00e9todos de cifrado actuales basados \u200b\u200ben la complejidad matem\u00e1tica, las computadoras cu\u00e1nticas son fundamentalmente diferentes de las computadoras cl\u00e1sicas actuales. Los dos son tan diferentes como un coche y un caballo y un carro. Un autom\u00f3vil se basa en aprovechar diferentes leyes de la f\u00edsica en comparaci\u00f3n con un caballo y un carro. Lo lleva a su destino m\u00e1s r\u00e1pido y a nuevos destinos que antes estaban fuera de su alcance. Lo mismo puede decirse de una computadora cu\u00e1ntica en comparaci\u00f3n con una computadora cl\u00e1sica. Una computadora cu\u00e1ntica aprovecha las leyes probabil\u00edsticas de la f\u00edsica cu\u00e1ntica para procesar datos y realizar c\u00e1lculos de una manera novedosa . Puede completar ciertas tareas inform\u00e1ticas m\u00e1s r\u00e1pido y puede realizar tareas nuevas, previamente imposibles, como, por ejemplo, la teletransportaci\u00f3n cu\u00e1ntica, donde la informaci\u00f3n codificada en part\u00edculas cu\u00e1nticas desaparece en un lugar y se recrea exactamente (pero no instant\u00e1neamente) en otro lugar lejano. Si bien eso suena a ciencia ficci\u00f3n, esta nueva forma de transmisi\u00f3n de datos podr\u00eda ser un componente vital de una futura internet cu\u00e1ntica. <\/p>\n\n\n\n

Una aplicaci\u00f3n particularmente importante de las computadoras cu\u00e1nticas podr\u00eda ser simular y analizar mol\u00e9culas para el desarrollo de f\u00e1rmacos y el dise\u00f1o de materiales. Una computadora cu\u00e1ntica es especialmente adecuada para estas tareas porque funcionar\u00eda con las mismas leyes de la f\u00edsica cu\u00e1ntica que las mol\u00e9culas que est\u00e1 simulando. Usar un dispositivo cu\u00e1ntico para simular la qu\u00edmica cu\u00e1ntica podr\u00eda ser mucho m\u00e1s eficiente que usar las supercomputadoras cl\u00e1sicas m\u00e1s r\u00e1pidas de la actualidad. <\/p>\n\n\n\n

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[1]<\/sup><\/a> CERN es un\nlaboratorio magno con tecnolog\u00eda de punta donde se recopilan datos para\nestudiar el funcionamiento y la estructura del Universo (https:\/\/home.cern<\/a>).<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Las computadoras cu\u00e1nticas tambi\u00e9n son ideales para resolver tareas de optimizaci\u00f3n complejas y realizar b\u00fasquedas r\u00e1pidas de datos sin clasificar. Esto podr\u00eda ser relevante para muchas aplicaciones, desde la clasificaci\u00f3n de datos clim\u00e1ticos o de salud o financieros , hasta la optimizaci\u00f3n de la log\u00edstica de la cadena de suministro, la gesti\u00f3n de la fuerza laboral o el flujo de tr\u00e1fico.<\/p>\n\n\n\n

Prepar\u00e1ndose para el futuro cu\u00e1ntico<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

La carrera cu\u00e1ntica ya est\u00e1 en marcha. Los gobiernos y los inversores privados de todo el mundo est\u00e1n invirtiendo miles de millones de d\u00f3lares en investigaci\u00f3n y desarrollo cu\u00e1nticos. Se ha demostrado la distribuci\u00f3n de claves cu\u00e1nticas basadas en sat\u00e9lites para el cifrado, lo que sienta las bases para una posible red de comunicaci\u00f3n global basada en seguridad cu\u00e1ntica. IBM, Google, Microsoft, Amazon y otras empresas est\u00e1n invirtiendo fuertemente en el desarrollo de hardware<\/em> y software<\/em> de computaci\u00f3n cu\u00e1ntica a gran escala. Nadie ha llegado todav\u00eda. Si bien las computadoras cu\u00e1nticas a peque\u00f1a escala est\u00e1n operando hoy en d\u00eda, un obst\u00e1culo importante para escalar la tecnolog\u00eda es la cuesti\u00f3n de lidiar con los errores. En comparaci\u00f3n con los bits, los qubits son incre\u00edblemente fr\u00e1giles. Incluso la m\u00e1s m\u00ednima perturbaci\u00f3n del mundo exterior es suficiente para destruir la informaci\u00f3n cu\u00e1ntica. Es por eso que la mayor\u00eda de las m\u00e1quinas actuales deben protegerse cuidadosamente en entornos aislados que operan a temperaturas mucho m\u00e1s fr\u00edas que el espacio exterior. Si bien se ha desarrollado un marco te\u00f3rico para la correcci\u00f3n de errores cu\u00e1nticos, implementarlo de manera eficiente en t\u00e9rminos de energ\u00eda y recursos plantea importantes desaf\u00edos de ingenier\u00eda.<\/p>\n\n\n\n

Dado el estado actual del campo, no est\u00e1 claro cu\u00e1ndo, o si se podr\u00e1 acceder a toda la potencia de la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica. Aun as\u00ed, los l\u00edderes empresariales deber\u00edan considerar el desarrollo de estrategias para abordar tres \u00e1reas principales:<\/p>\n\n\n\n

Planificaci\u00f3n de la seguridad cu\u00e1ntica:<\/strong> los protocolos de cifrado de datos actuales son\nvulnerables no solo a las futuras computadoras cu\u00e1nticas, sino tambi\u00e9n a las\ncomputadoras cl\u00e1sicas cada vez m\u00e1s potentes. Los nuevos est\u00e1ndares para el\ncifrado (ya sea cl\u00e1sico o cu\u00e1ntico) son inevitables. El cambio a una\narquitectura de seguridad cu\u00e1ntica y una infraestructura de apoyo para la\nseguridad de los datos requerir\u00e1 planificaci\u00f3n, recursos y experiencia\ncu\u00e1ntica. Incluso si las computadoras cu\u00e1nticas pueden estar a una d\u00e9cada de\ndistancia, esperar hasta entonces para adaptarse ser\u00eda demasiado tarde. El\nmomento de iniciar el proceso es ahora.<\/p>\n\n\n\n

Identificaci\u00f3n de casos de uso:<\/strong> nadie podr\u00eda haber predicho las innumerables\nformas en que las computadoras cl\u00e1sicas impactan en todos los aspectos de\nnuestras vidas. Predecir aplicaciones cu\u00e1nticas es igualmente desafiante. Es por\neso que, para aprovechar al m\u00e1ximo el potencial de la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica, los\nl\u00edderes empresariales y expertos en diferentes sectores como la salud, las\nfinanzas o la energ\u00eda deben conectarse con investigadores cu\u00e1nticos e\ningenieros de hardware \/ software<\/em>.\nEsto facilitar\u00e1 el desarrollo de soluciones cu\u00e1nticas espec\u00edficas de la\nindustria adaptadas a las tecnolog\u00edas cu\u00e1nticas actualmente disponibles o para\nla futura computaci\u00f3n cu\u00e1ntica escalable. La experiencia y la formaci\u00f3n\ninterdisciplinarias ser\u00e1n fundamentales para crear y hacer crecer la tienda de\naplicaciones cu\u00e1nticas.<\/p>\n\n\n\n

Pensar a trav\u00e9s del dise\u00f1o responsable:<\/strong> \u00bfQui\u00e9n desarrollar\u00e1 y tendr\u00e1 acceso a la\ntecnolog\u00eda cu\u00e1ntica y c\u00f3mo se relacionar\u00e1n los usuarios con ella? El impacto de\nla IA y la cadena de bloques ha demostrado la necesidad de considerar las\nimplicaciones sociales, \u00e9ticas y medioambientales de las nuevas tecnolog\u00edas.\nSon los primeros d\u00edas de la industria cu\u00e1ntica. Eso brinda una oportunidad\n\u00fanica para incorporar pr\u00e1cticas inclusivas desde el principio y construir una\nhoja de ruta responsable y sostenible para la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica.<\/p>\n\n\n\n

El r\u00e1pido crecimiento en el sector de la tecnolog\u00eda cu\u00e1ntica durante los \u00faltimos cinco a\u00f1os ha sido emocionante. Pero el futuro sigue siendo impredecible. Afortunadamente, la teor\u00eda cu\u00e1ntica nos dice que la imprevisibilidad no es necesariamente algo malo. De hecho, dos qubits se pueden bloquear juntos de tal manera que individualmente permanecen indeterminados, pero juntos est\u00e1n perfectamente sincronizados, o ambos qubits son 0 o ambos son 1. Esta combinaci\u00f3n da certeza conjunta e impredecibilidad individual: un fen\u00f3meno llamado entrelazamiento – es un combustible poderoso que impulsa muchos algoritmos de computaci\u00f3n cu\u00e1ntica -. Quiz\u00e1s tambi\u00e9n contenga una lecci\u00f3n sobre c\u00f3mo construir una industria cu\u00e1ntica. Al planificar de manera responsable y al mismo tiempo aceptar la incertidumbre futura, las empresas pueden mejorar sus probabilidades de estar preparadas para el futuro cu\u00e1ntico\u201d.<\/p>\n\n\n\n

Interesante y enriquecedora informaci\u00f3n. Me queda claro que este tema es para muchos dif\u00edcil de comprender. Parece que hablamos de intangibilidad \u00fanicamente, pero lo cierto es que hablamos de nuestra realidad. La era cu\u00e1ntica ya est\u00e1 aqu\u00ed.<\/p>\n\n\n\n

Art\u00edculo por: Shohini\nGhose; es f\u00edsica cu\u00e1ntica y profesora de f\u00edsica e inform\u00e1tica en la Universidad\nWilfrid Laurier. Es la presidenta de la Asociaci\u00f3n Canadiense de F\u00edsicas,\nmiembro principal de TED y directora fundadora del Centro Laurier para Mujeres\nen la Ciencia. \u2013 [Archivo digital]. Recuperado de: https:\/\/hbr.org\/2020\/09\/are-you-ready-for-the-quantum-computing-revolution<\/a><\/p>\n\n\n\n

Este art\u00edculo es\nmeramente informativo. No pretende ser o parecer de autor\u00eda propia de revista\nPotencial Humano. Los derechos pertenecen y son \u00fanicamente de la revista HBR.\nLos cr\u00e9ditos de dicho art\u00edculo est\u00e1n expresados claramente en el mismo.<\/p>\n\n\n\n

Las\nopiniones expresadas son s\u00f3lo responsabilidad de sus autores y son\ncompletamente independientes de la postura y la l\u00ednea editorial de Revista\nPotencial Humano.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

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