En medio del revuelo que surge una vez por generación en torno a la inteligencia artificial, un nuevo campo temático ha ganado fuerza lenta pero definitivamente en los últimos años: la computación cuántica.
El concepto se ha vuelto especialmente popular durante el último año, a medida que las empresas tecnológicas más grandes del mundo han comenzado a publicar algunos de sus avances y trabajos en este ámbito. Además, en los últimos meses también han surgido investigaciones sobre cómo puede resolver eficazmente algunos de los problemas más complejos del mundo relacionados con los datos, lo que significa que tiene el potencial de transformar significativamente la atención médica y las ciencias de la vida de forma positiva.
Pero ¿qué es exactamente la computación cuántica?
Bueno, no se trata solo de una cosa; más bien, el campo abarca una amplia gama de otras disciplinas y estudios importantes, como la física cuántica, la mecánica, el hardware y los algoritmos. En esencia, todo el estudio se basa en gran medida en los principios fundamentales de la física cuántica y la mecánica de partículas subatómicas para, en última instancia, revelar y aprovechar las realidades de la naturaleza para la computación productiva.
Hay cuatro principios clave de la física cuántica que impulsan los avances en la capacidad computacional:
- Superposición: la capacidad de que existan múltiples estados (quizás contradictorios) al mismo tiempo
- Entrelazamiento: la capacidad de las partículas de desarrollar relaciones más estrechas y correlaciones más fuertes que las que implica la probabilidad general.
- Decoherencia: la propensión de las partículas/objetos a desintegrarse y perder sus capacidades cuánticas.
- Interferencia: la capacidad de las partículas de interactuar de una manera que se refuerza o se denigra entre sí.
Aplicada a la potencia de cálculo y a la capacidad de resolver problemas, la computación cuántica aprovecha estos principios para realizar tareas con un mayor nivel de eficiencia y posibilidad. La computación clásica utiliza bits (código binario 0 o 1) para leer, almacenar y procesar información; la computación cuántica, en cambio, utiliza » cúbits», que pueden procesar información similar, sin embargo, dentro del ámbito de los cuatro principios mencionados anteriormente. Por ejemplo, los cúbits pueden aprovechar la superposición, lo que significa que pueden representar 0 o 1 simultáneamente y , por lo tanto, pueden consultar más posibilidades en un momento dado; esta capacidad de procesar significativamente más información simultáneamente, junto con las capacidades desbloqueadas por los otros principios, es lo que, en última instancia, hace que la computación cuántica sea mucho más poderosa que la computación clásica.
¿Por qué es importante todo esto? Porque esta tecnología, aunque aún está en sus inicios, permite avances potenciales en todos los ámbitos de la ciencia y la salud.
En el ámbito de la IA, existen aplicaciones significativas. Por ejemplo, el aprendizaje automático, que se refiere al proceso y la capacidad de analizar y generar información a partir de grandes cantidades de datos, tiene un gran potencial gracias a los avances de la computación cuántica, dado que puede facilitar tareas computacionales que antes eran imposibles.
Para la salud y las ciencias de la vida, la computación cuántica puede revelar nuevos conocimientos basados en datos que antes eran demasiado vastos para ser analizados. Amazon Web Services describe cómo la química cuántica ha impulsado nuevas simulaciones químicas y configuraciones de datos que pueden abrir camino a avances completamente novedosos en el mundo del descubrimiento de fármacos, las ciencias de los materiales y la nanotecnología.
También existen otras excelentes aplicaciones en el ámbito clínico. Un artículo publicado en la Revista de Informática en Salud y Biomedicina describe cómo esta tecnología «puede buscar en grandes conjuntos de datos no estructurados con mayor eficiencia que sus homólogos clásicos, lo que permite una optimización más eficaz de problemas complejos en la atención médica y la investigación biomédica». Sin duda, los datos no estructurados representan un problema multimillonario en el ámbito sanitario; con la transición de los datos hospitalarios y sanitarios a los registros médicos electrónicos (HCE) y los sistemas digitales en las últimas dos décadas, existen pocas soluciones para recopilar toda esta información y proporcionar información valiosa. Si bien están surgiendo pilas de software que pueden ayudar a procesar esta información, los conjuntos de datos seguirán creciendo, y la computación cuántica puede desempeñar un papel importante en la solución de este problema.
En cuanto a otros campos que van desde el descubrimiento y diseño de fármacos hasta la secuenciación genómica, el plegamiento de proteínas y otras aplicaciones clave de la investigación biomédica, la computación cuántica desbloqueará nuevas formas de resolver algunas de las cuestiones más fundamentales de la vida a nivel molecular y de partículas individuales.
Es por eso que las grandes empresas tecnológicas tienen tanta prisa por dedicarse (quizás en silencio) a su trabajo en este campo. Hace apenas unos meses, Google anunció el lanzamiento de Willow, el chip cuántico de la compañía capaz de alcanzar inmensas capacidades computacionales: «Willow realizó un cálculo de referencia estándar en menos de cinco minutos que le tomaría a una de las supercomputadoras más rápidas de la actualidad 10 septillones (es decir, 10 25 ) años, una cifra que supera ampliamente la edad del universo». El mes pasado, Microsoft anunció de forma similar su chip Majorana 1 , que proporciona «una vía clara para encajar un millón de cúbits en un solo chip que cabe en la palma de la mano».
Curiosamente, estas innovaciones también requieren un trabajo considerable en el desarrollo de pilas de hardware y materiales físicos completamente nuevos. Por ello, gigantes del hardware como Nvidia, que ya lideran este sector, tienen una gran ventaja en el desarrollo de unidades de procesamiento cuántico (QPU) y en los medios futuros para impulsar este trabajo.
Sin embargo, debe notarse que este campo no es nuevo, de ninguna manera; aunque la cobertura de noticias y el revuelo mediático en torno a este tema recién ahora están ganando fuerza, estos avances son en realidad la culminación de décadas de ciencia e investigación que finalmente convergieron en un momento fortuito en el tiempo.
