¿Es el momento de prepararse para la computación cuántica?

Reducción de los tiempos de investigación de fármacos innovadores, curas de enfermedades, gestión dinámica de grandes flotas de empresas logísticas, productos que llegan antes y en mejor estado, reducción de toneladas de emisiones de carbono…

Estas son solo algunas de las aplicaciones que tiene la computación cuántica, pero tiene el potencial de transformar estos y muchos más sectores, por ello son muchas las empresas de tecnología o gobiernos que están invirtiendo miles de millones para respaldar el desarrollo de la misma. Analizamos sus ventajas, la revolución que puede suponer, saber en qué consiste y cómo sacar partido de ella en nuestro negocio.

Entrando en el mundo de la computación cuántica

A pesar de haber algunos previos, tenemos que remontarnos a 1994 para llegar a la primera presentación relevante de un algoritmo de computación cuántica. Fue el matemático Peter Shor el encargado de la misma, donde habló de la posibilidad de reducir el tiempo necesario para hallar los factores primos de una gran cantidad de números, pasando de miles de millones de años con un ordenador convencional a unos pocos días con un ordenador cuántico.

Supuso un grandísimo avance, pues la factorización de números primos es la base de gran parte de nuestra infraestructura actual de cifrado y seguridad de los datos. Siete años después, científicos de IBM mostraron de forma exitosa el algoritmo Shor en una máquina cuántica por primera vez, demostrando que funcionaba y que se podían construir ordenadores cuánticos.

Este tipo de ordenadores resuelven problemas de forma exponencialmente más rápida y con menos consumo de energía que los ordenadores tradicionales. Para entenderlo, imaginemos un laberinto. Un ordenador clásico tiene que recorrer un camino tras otro hasta encontrar la salida. Sin embargo, el ordenador cuántico es capaz de trabajar con todos los caminos a la vez. Es decir, un ordenador clásico de 8 bits solo puede representar un único número del 0 al 255, mientras que uno cuántico de 8 qubits puede representar la probabilidad de que salga un número de 0 a 255 cuando se lean esos 8 qubits. Es decir, un vector de 256 números complejos.

En resumen, una unidad binaria de computación clásica, o bit, puede contener un valor de 0 o 1, mientras que un qubit puede representar un 0, un 1 o cualquier proporción de 0 y 1.

Quantum Computing y empresas

La computación cuántica va a permitir a las empresas optimizar mejor sus estrategias de inversión, el cifrado o descubrir productos.

Son muchos gigantes tecnológicos como Microsoft, Honeywell o IBM los que están invirtiendo en esta carrera de fondo para ofrecer el próximo avance cuántico. Google, por ejemplo, se ha comprometido a gastar miles de millones de dólares para construir un ordenador cuántico funcional antes de 2029, y está invirtiendo muchos fondos en investigación e instalaciones para ello.

El avance de la computación cuántica traerá dos grandes cambios en el entorno empresarial:

• Un factor negativo: Infraestructuras expuestas a ataques cibernéticos a las empresas que no se hayan actualizado para garantizar la privacidad digital y la seguridad en las redes públicas.
• Un factor positivo: supondrá una explosión de poder algorítmico que nos permitirá realizar tareas que hoy en día son imposibles y remodelarán nuestro mundo.

Oportunidades de negocio con computación cuántica

A corto plazo, serán pocas las empresas que tendrán en su poder ordenadores cuánticos. En su lugar, asistiremos a un modelo de computación en la nube en el que las empresas alquilan el acceso a los ordenadores cuánticos alojados en un número pequeño de proveedores especializados, como Azure Quantum.

Sin embargo, su uso no será de forma aislada, sino que formarán parte de una solución híbrida en la que las tareas se asignarán al ordenador más adecuado en cada momento (cuántico o clásico). Esta infraestructura en la nube permitirá compartir recursos y crear economías a escala que reduzcan costes y aumenten el acceso, a la vez que se impulsa la demanda y se acelera el proceso.

Algunas de las aplicaciones y oportunidades de negocio que abrirá la computación cuántica serán:

• Criptografía: es una de las áreas más comunes cuando se habla de computación cuántica. Con los ordenadores tradicionales es inviable romper el cifrado que utiliza una factorización de números primos muy grande. Con los cuánticos, este cifrado podría volverse trivial, lo que se traduce en una protección mucho más sólida para nuestros activos digitales.
• Aviación: la tecnología cuántica permitirá un modelado informático más complejo, como escenarios aeronáuticos. Se pueden conseguir grandes beneficios comerciales en términos de tiempo y costos en el enrutamiento de aeronaves.
• Análisis de datos: empresas como la NASA están investigando esta tecnología para analizar la enorme cantidad de datos que recopilan sobre el universo, así como métodos mejores y más seguros de los viajes espaciales. Por otro lado, podrá ayudar a resolver problemas a gran escala, como en el análisis topológico, donde las formas geométricas se comportan de formas específicas, describiendo cálculos que son imposibles para las computadoras convencionales y que se convertirían en relativamente simples.
• Predicciones: para hacer predicciones y pronosticar diferentes tipos de escenarios, nos debemos apoyar en conjuntos de datos grandes y complejos. Actualmente, están limitadas a un número concreto de factores, donde si se añadiesen más, se tardaría mucho más tiempo en realizar la predicción. La computación cuántica ayuda a hacerlo con mayor precisión, lo que también significa grandes beneficios económicos.
• Búsqueda de patrones: encontrar secuencias en los datos nos ayuda a predecir futuros patrones. Por ejemplo, en materia de las condiciones del tráfico con anterioridad. Por tanto, hacer coincidir los patrones de tráfico y predecir el comportamiento de un sistema completo como el tráfico ahora es impensable, pero con la computación cuántica todo puede cambiar.
• Medicina: actualmente, las empresas farmacéuticas tardan más de 10 en descubrir y llevar un fármaco al mercado, lo que supone una gran inversión de dinero y tiempo. La computación cuántica puede reducir drásticamente los costos y el tiempo de comercialización, reutilizar medicamentos preaprobados más fácilmente para nuevas aplicaciones y capacitar a los químicos para hacer descubrimientos más rápido.

Estas son solo algunas de las aplicaciones que tiene esta tecnología, pero hay miles más.

¿Por qué las empresas deberían interesarse por los ordenadores cuánticos?

Es difícil poner una fecha exacta de cuándo llegará el primer ordenador cuántico funcional. Sin embargo, la computación cuántica ya está aquí, y se pueden crear algoritmos cuánticos hoy mismo para tu negocio, por lo que no es demasiado pronto para que pienses en cómo este avance puede estimular tu inversión digital, reconfigurará las industrias o impulsará la innovación.

Por ello, ir adquiriendo un conocimiento sólido de las aplicaciones de la cuántica ahora va a ser fundamental para que tu empresa aproveche las ventajas y esquive los problemas que va a traer durante los próximos años. El primer paso es evaluar el potencial de la computación cuántica en tu sector, cómo los competidores se están acercando a esta tecnología y qué necesitamos para dar el salto. Se deben identificar los casos de uso más adecuados para nuestro negocio, seleccionar los partners correctos y desarrollar un sistema de gestión que nos permite generar valor comercial a corto plazo y con perspectivas de mejorarlas aún más a largo plazo.

Es muy importante identificar estos casos de uso desde el principio, así como aclarar los desafíos involucrados en la gestión de expectativas. Se pueden probar que funcionan a baja escala y, a medida que los ordenadores cuánticos vayan creciendo en qubits, se podrán ir ejecutando esos mismos algoritmos con mayor cantidad de datos. El crecimiento de la capacidad cuántica es exponencial, por lo que, por cada ordenador que consiga un qubit más, duplicará la capacidad de cálculo.

En Plain Concepts podemos ayudarte a prepararte para esta nueva ola tecnológica que cambiará la forma de hacer negocios tal y cómo la conocemos.