Científicos argentinos avanzan en el estudio de la computación cuántica
Especialistas del Instituto de Física de La Plata investigan esta tecnología que tiene una capacidad de cálculo superior a las computadoras clásicas.
La computación cuántica puede procesar información en una escala que a la computación clásica le es imposible. Por eso se dice que esta tecnología tiene el potencial de transformar el mundo. Así, aunque todavía hay muchos desafíos técnicos que deben ser superados, la investigación en este campo avanza rápidamente.
Siguiendo esta línea, en Argentina funciona el Programa Interinstitucional de Fortalecimiento de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas. Además, tanto en las universidades nacionales como en institutos del Conicet, existen equipos de investigación que estudian diversos temas vinculados a la computación cuántica y a las tecnologías cuánticas en general. Se trata de estudios que van desde las propiedades teóricas hasta el desarrollo de aparatos de medición muy precisos, generadores de números aleatorios y llaves criptográficas.
“Una de las áreas de investigación más promisorias es lo que se conoce como computación cuántica en la nube, que consiste en manipular computadoras cuánticas de forma remota, a través de internet”, dice el físico Federico Holik, investigador del Instituto de Física La Plata, unidad ejecutora del Conicet y expresión del desarrollo de la investigación en Física en el seno de la UNLP.
Holik integra el equipo de investigación que fue seleccionado por el Conicet y Amazon Web Services (AWS) por su proyecto “Algoritmos para la estimación y generación de estados cuánticos con simetrías”. “Argentina tiene un gran potencial para incursionar en este campo de investigación a través del desarrollo de software orientado al procesamiento de datos”, expresa.
En ese sentido, se proponen usar los dispositivos cuánticos disponibles a través de Amazon Braket para estudiar, desarrollar y perfeccionar técnicas de detección de estados en sistemas reales y experimentalmente realizables mediante las tecnologías actuales.
“Si bien aún es una tecnología en desarrollo, ya hay prototipos de computadoras cuánticas funcionando en la actualidad en el exterior, y es posible acceder a éstas utilizando distintas plataformas, tales como AWS Braket y Azure Quantum”, sostiene el investigador. Además, algunas compañías que desarrollan computadoras cuánticas permiten a estudiantes e investigadores acceder a éstas de forma gratuita. En concreto, el desarrollo de estas metodologías es de gran importancia para que Argentina adquiera independencia a la hora de certificar tecnologías cuánticas.
Posicionarse en el campo
Uno de los principales usos de las computadoras cuánticas disponibles es el de la investigación en ciencia básica para estudiar las propiedades de múltiples sistemas con una precisión elevada. “Estos estudios son fundamentales para comprender, por ejemplo, la física del diseño de materiales o las propiedades de los procesos que tienen lugar en el cuerpo y la biología”, expone Holik.
El control de esta tecnología podría llegar a ser vital para el desarrollo de la Argentina en los próximos años. Además, Holik enfatiza en la importancia que tiene para el país la formación de recursos humanos en estos temas: “La capacitación y formación es fundamental para que Argentina pueda posicionarse desde un principio en este campo en desarrollo”. Recientemente, la Universidad Nacional de La Plata dictó el curso de postgrado “Introducción a la información y la computación cuántica”.
¿Cómo funciona la computación cuántica?
Mientras que la computación clásica utiliza bits para representar información y realizar cálculos, la computación cuántica utiliza qubits, que son sistemas cuánticos que pueden estar en una superposición de estados y entrelazados entre sí. La capacidad de los qubits para estar en superposición de estados y entrelazados permite realizar ciertos cálculos de manera más eficiente que las computadoras clásicas.
También, el desarrollo de computadoras cuánticas podría tener implicaciones en la medicina, en el área de defensa, en el desarrollo de nuevos materiales, las finanzas y las telecomunicaciones. Un ejemplo es el de la seguridad informática: si se lograra desarrollar una computadora cuántica en su pleno potencial, sería posible quebrar algunos protocolos de seguridad informática en cuestión de minutos o segundos. “El desarrollo exitoso de estas tecnologías podría provocar un cambio disruptivo, con profundas implicaciones sociales”, asegura el físico.
Por estos motivos, tanto las grandes compañías tecnológicas como Google e IBM, así como los gobiernos de Estados Unidos, Reino Unido, China y la Unión Europea, vuelcan cuantiosos recursos al desarrollo de computadoras cuánticas y otras tecnologías basadas en la física cuántica.
El potencial de transformar el mundo
Una de las características más importantes de la computación cuántica es que puede manejar y procesar información en paralelo, lo que significa que puede realizar múltiples cálculos al mismo tiempo. Esto es posible gracias a los qubits, que son la unidad básica de información en la computación cuántica y que pueden representar múltiples estados simultáneamente.
La capacidad de procesamiento en paralelo de la computación cuántica puede llevar a cabo mejoras significativas en áreas como la criptografía, la simulación de sistemas complejos, la optimización de procesos y la inteligencia artificial. Por ejemplo, se espera que la computación cuántica pueda romper sistemas de encriptación que actualmente se consideran seguros, lo que podría tener implicaciones significativas para la seguridad de la información.
Además, la computación cuántica puede utilizarse para simular sistemas complejos, como moléculas y materiales, lo que podría tener aplicaciones importantes en la investigación y el desarrollo de nuevos materiales y medicamentos. También podría ayudar a resolver problemas de optimización en áreas como la logística y la planificación, y mejorar la capacidad de la inteligencia artificial para analizar y procesar grandes cantidades de datos.
Con todo, aunque todavía hay muchos desafíos técnicos que deben ser superados para construir computadoras cuánticas a gran escala, la investigación en este campo continúa avanzando rápidamente.
Noticia publicada originalmente en Página 12.
