Cuántica basada en la luz: el brillante futuro de la computación cuántica

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  Previsión Quantumrun
• Febrero 26, 2024

Resumen de información

Los avances recientes en la computación cuántica basada en la luz sugieren un cambio en la tecnología computacional, pasando de los métodos tradicionales al uso de partículas de luz para el procesamiento. Este cambio promete una resolución de problemas más eficiente y rápida en diversos campos y el potencial de beneficios ambientales debido a la reducción de las necesidades energéticas. Estos avances también plantean cuestiones importantes sobre la seguridad de los datos, la evolución del mercado laboral y la competitividad tecnológica global.

Contexto cuántico basado en la luz

Se han producido varios avances en la computación cuántica basada en la luz. La computación cuántica basada en la luz, o computación cuántica fotónica, utiliza fotones (partículas de luz) para realizar cálculos. Por el contrario, la informática tradicional utiliza circuitos eléctricos y bits. En junio de 2023, investigadores del MIT descubrieron que las nanopartículas de perovskita de haluro de plomo pueden producir un flujo constante de fotones. Estos materiales no sólo son prometedores para futuros paneles solares debido a su peso ligero y facilidad de producción, sino que también destacan por su potencial en tecnologías avanzadas porque pueden fabricarse y aplicarse fácilmente a superficies como el vidrio.

Luego, en octubre de 2023, los científicos chinos lograron un gran avance con su nueva computadora cuántica basada en la luz, Jiuzhang 3.0, que estableció un nuevo récord mundial al detectar 255 fotones, superando con creces los 2.0 fotones de su predecesor Jiuzhang 113. Este avance permite a Jiuzhang 3.0 funcionar un millón de veces más rápido que Jiuzhang 2.0 para resolver problemas de muestreo de bosones gaussianos, un modelo matemático complejo utilizado en computación cuántica. Sorprendentemente, Jiuzhang 3.0 puede procesar las muestras de muestreo de bosones gaussianos más complejas en sólo un microsegundo, una tarea que la supercomputadora más rápida del mundo, Frontier, necesitaría más de 20 mil millones de años para completar. 

Finalmente, en enero de 2024, los científicos japoneses anunciaron avances significativos para eliminar la necesidad de las temperaturas ultrabajas que requieren las actuales máquinas cuánticas basadas en la luz. Su avance implica una fuente de "luz comprimida" de alto rendimiento para la transmisión de información con el fin de construir una poderosa computadora cuántica para 2030. Este desarrollo ofrece ventajas potenciales de escalabilidad y eficiencia energética sobre otros métodos como las computadoras cuánticas superconductoras y basadas en silicio.

Impacto disruptivo

Se espera que los avances en la computación cuántica basada en la luz mejoren significativamente la eficiencia y la velocidad computacionales. La capacidad de esta tecnología para funcionar a temperatura ambiente reduce la necesidad de sistemas de refrigeración complejos, lo que la hace más respetuosa con el medio ambiente y rentable. La mayor eficiencia y los menores costos operativos podrían fomentar una adopción más amplia de tecnologías de computación cuántica en varios sectores, acelerando la investigación y el desarrollo en inteligencia artificial, ciencia de materiales y criptografía.

El desarrollo de la computación cuántica basada en la luz también puede conducir a un acceso más rápido y asequible a recursos computacionales avanzados. Este cambio podría dar lugar a una mayor seguridad personal mediante métodos de cifrado más sofisticados para la protección de datos. En educación, estos avances pueden proporcionar a estudiantes e investigadores nuevas herramientas para el aprendizaje y el descubrimiento. Además, a medida que esta tecnología madure, podría crear nuevas oportunidades laborales y trayectorias profesionales en la computación cuántica e industrias relacionadas.

Es probable que los gobiernos vean estos avances como una oportunidad para mejorar las capacidades nacionales en ciencia y tecnología. Las inversiones en computación cuántica basada en la luz pueden impulsar la ventaja competitiva de un país en las industrias y la investigación de alta tecnología. Esta tecnología también puede requerir actualizaciones en los marcos regulatorios, particularmente en lo que respecta a la seguridad de los datos, para abordar los nuevos desafíos que plantean las capacidades computacionales avanzadas. Además, es posible que los gobiernos necesiten fomentar asociaciones entre el mundo académico, la industria y las instituciones de investigación para aprovechar plenamente el potencial de la computación cuántica basada en la luz.

Implicaciones de la cuántica basada en la luz

Las implicaciones más amplias de la tecnología cuántica basada en la luz pueden incluir: 

• Capacidades computacionales mejoradas en los sectores de investigación, lo que conduce a resultados de investigación de enfermedades y modelos climáticos más rápidos y precisos.
• Descubrimiento y desarrollo acelerados de nuevos materiales y medicamentos, reduciendo el tiempo y el costo de llevarlos al mercado.
• Aumento de la demanda de métodos de cifrado resistentes a los cuánticos, lo que lleva a un aumento de las inversiones en ciberseguridad y a la innovación en tecnologías de protección de datos.
• Cambios en el enfoque educativo hacia la computación cuántica y campos relacionados, creando nuevas oportunidades de aprendizaje y trayectorias profesionales en tecnologías emergentes.
• Los gobiernos invierten en infraestructura y educación de computación cuántica, con el objetivo de obtener una ventaja competitiva en el liderazgo tecnológico global.
• Cambios en la dinámica geopolítica, a medida que las naciones compiten por el dominio de las capacidades de computación cuántica, lo que podría conducir a nuevas alianzas y rivalidades.
• La democratización de los recursos computacionales de alto nivel, que permite a las empresas más pequeñas y a las instituciones de investigación competir con entidades más grandes.
• Aumento de los métodos computacionales energéticamente eficientes y respetuosos con el medio ambiente, lo que contribuye a reducir la huella de carbono en la industria tecnológica.
• Transformación de modelos de negocio en sectores como finanzas y logística debido a capacidades avanzadas de optimización y modelado predictivo.
• Desafíos legales y éticos que surgen de capacidades computacionales avanzadas, que requieren nuevas regulaciones y estructuras de gobernanza.

Preguntas a considerar

• ¿Cómo podría la integración de la computación cuántica basada en la luz en diversas industrias remodelar el mercado laboral?
• ¿De qué manera podría afectar el avance de la computación cuántica a la seguridad de los datos globales?