VTT, un grupo de investigación finlandés, anunciado el mes pasado que había conectado una pequeña computadora cuántica a la supercomputadora clásica más poderosa de Europa. Estos son los detalles: la computadora cuántica de VTT es una máquina de 5 qubits llamada HELMI, y LUMI es una supercomputadora paneuropea que ocupa el tercer lugar en la lista Top500. Ambos están situados en Finlandia. La combinación de las mejores funcionalidades de HELMI y LUMI para ofrecer servicios híbridos permite a los investigadores utilizar mejor las propiedades informáticas únicas de la computadora cuántica y, lo que es más importante, aprender a aprovecharlas para resolver problemas futuros.
En teoría, las computadoras cuánticas pueden realizar ciertas operaciones y completar diferentes tareas mucho más rápido que las computadoras tradicionales, pero todavía están muy lejos de alcanzar su máximo potencial. Mientras que una computadora tradicional usa bits binarios, que pueden ser un cero o un uno, para realizar todos sus cálculos, las computadoras cuánticas usan qubits que pueden ser un cero, un uno o ambos al mismo tiempo. Aunque suene difícil de entender, las cosas se complican aún más cuando considera que los qubits se pueden enredar, rotar y manipular de otras formas cuánticas para transportar información adicional. Todo esto es para decir que las computadoras cuánticas no son solo computadoras normales con un dígito adicional para jugar: brindan una forma de trabajar completamente diferente que tiene sus propias fortalezas y debilidades.
En la columna de profesionales, las computadoras cuánticas deberían poder hacer que las tareas informáticas actualmente increíblemente difíciles que generalmente implican resolver problemas de álgebra lineal sean significativamente más fáciles.
Un gran ejemplo es la factorización, donde la computadora tiene que dividir un número increíblemente largo entre los dos números que lo igualan cuando se multiplican. (Por ejemplo, los factores de 21 son 3 y 7). Esta es una tarea que consume muchos recursos para las computadoras tradicionales, razón por la cual es el núcleo de casi todos los algoritmos de encriptación que se usan ampliamente en la actualidad. Todas nuestras contraseñas, transacciones bancarias y secretos corporativos importantes están protegidos por el hecho de que las computadoras actuales apestan para factorizar grandes números. Sin embargo, una computadora cuántica es teóricamente mucho mejor para factorizar grandes números, y una suficientemente poderosa podría atravesar las capas de cifrado que protegen la vida digital. Es por eso que el gobierno de los Estados Unidos ha estado trabajando para desarrollar algoritmos criptográficos de resistencia cuántica
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Romper el cifrado es solo la punta del iceberg cuando se trata de nuevos problemas que estas máquinas pueden abordar. Las computadoras cuánticas también se muestran prometedoras para el modelado fenómenos complejos en naturaleza, detección de fraude con tarjetas de créditoy descubriendo nuevos materiales. Según VTT, podrían usarse para predecir eventos a corto plazo, como el clima o patrones comerciales.
En la columna de los contras, las computadoras cuánticas son difíciles de usar, requieren una configuración muy controlada para operar y tienen que lidiar con “decoherencia” o perder su estado cuántico, lo que da resultados extraños. También son raros, costosos y, para la mayoría de las tareas, mucho menos eficientes que una computadora tradicional.
Aún así, muchos de estos problemas pueden compensarse combinando una computadora cuántica con una computadora tradicional, tal como lo ha hecho VTT. Los investigadores pueden crear un algoritmo híbrido que tiene LUMI, la supercomputadora tradicional, maneja las partes que mejor hace mientras entrega todo lo que podría beneficiarse de la computación cuántica a HELMI. Luego, LUMI puede integrar los resultados de los cálculos cuánticos de HELMI, realizar cualquier cálculo adicional necesario o incluso enviar más cálculos a HELMI y devolver los resultados completos a los investigadores.
Finlandia es ahora una de las pocas naciones del mundo con una computadora cuántica y una supercomputadora, y LUMI es la supercomputadora cuántica más poderosa. Si bien las computadoras cuánticas aún están lejos de ser ampliamente comercialmente viables, es probable que este tipo de programas de investigación integrados aceleren el progreso. VTT está desarrollando actualmente una computadora cuántica de 20 qubits con una actualización de 50 qubits prevista para 2024.