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Quantum Computing

Quantum Computing el futuro (y presente) del Data Science y Big Data

En los últimos años, la computación cuántica (en inglés Quantum Computing) ha atraído la atención de distintos campos desde la física hasta la ingeniería, pasando por informática, matemáticas o estadística. La ciencia de datos combina métodos estadísticos y algoritmos para extraer información de grandes cantidades datos y así resolver problemas complejos del mundo real.

El Quantum Computing es una rama de estudio cuyo objeto es desarrollar tecnología informática a partir de los principios de la teoría cuántica. Según las leyes de la física cuántica, la capacidad de procesamiento de los ordenadores cuánticos es debida a su capacidad de estar en múltiples estados y realizar tareas utilizando todas las permutaciones posibles de manera simultánea.

La computación clásica se basa en el álgebra booleana, es decir bits- 0 o 1-. Aunque el tiempo que cada transistor o condensador necesita estar en 0 o 1 antes de cambiar de estado se puede medir en mil millonésimas de segundo, la rapidez con la que se puede hacer que estos dispositivos cambien de estado sigue estando limitada. A medida que se avanza en chips más pequeños y rápidos, aparecen límites físicos de los materiales de los chips. Es ahí donde aparece el mundo cuántico. En un ordenador cuántico, se puede utilizar la carga o polaridad de partículas elementales – como electrones o fotones – para representar los ceros y/o los unos. Cada una de estas partículas se conoce como un bit cuántico, o qubit. La naturaleza y el comportamiento de estas partículas forman la base de la computación cuántica.

El término ‘Ciencia de Datos Cuántica’ hace referencia al uso de ordenadores cuánticos para los procesos de los algoritmos de Machine Learning. El objetivo es aprovechar la superioridad de procesamiento de la computación cuántica para obtener resultados inalcanzables con tecnologías informáticas clásicas. Los ordenadores cuánticos están diseñados para manejar grandes volúmenes de datos (Big Data), además de descubrir patrones y detectar anomalías de manera extremadamente rápida.

Los ordenadores cuánticos son capaces de resolver en cuestión de segundos cálculos que a un ordenador ‘normal’ le llevaría años. Con la computación cuántica, los desarrolladores pueden realizar simultáneamente múltiples cálculos a partir de datos de entrada múltiples. Los ordenadores cuánticos son fundamentales para procesar la gran cantidad de datos que las empresas generan a diario. Estos ordenadores son capaces de resolver rápidamente problemas extremadamente complejos en poco tiempo. Así, un ordenador cuántico puede llevar a cabo en 200 segundos cálculos que a un ordenador tradicional le llevarían 10.000 años. Para ello, lo que se hace es traducir los problemas del mundo real a los que se enfrentan las empresas al lenguaje cuántico.

Sectores para aplicar la Ciencia de Datos Cuántica

Por ello, las principales aplicaciones de la Ciencia de Datos Cuántica son:

  • Finanzas: grandes cantidades de datos que se tienen que procesar en un tiempo limitado. Las empresas optimizarían aún más sus carteras de inversión y mejorarían los sistemas para la detección del fraude y la simulación.
  • Salud:  la investigación del ADN, así como el desarrollo de nuevos medicamentos y tratamientos personalizados genéticamente.
  • Ciberseguridad: podría suponer avances en la encriptación de datos, como el nuevo sistema Quantum Key Distribution (QKD). Esta nueva técnica para el envío de información sensible utiliza señales luminosas para detectar cualquier intromisión en el sistema.
  • Movilidad y transporte: tanto en el diseño de coches/aviones, así como sistemas de planificación del tráfico y la optimización de rutas.

El desarrollo de hardware cuántico lo han realizado IonQ, Honeywell y DWave. Podemos acceder a él a partir de proveedores cloud como Azure, AWS o Google Cloud. Cabe destacar IBM, que está desarrollando sus propias computadoras cuánticas y, al mismo tiempo, que su propia infraestructura en la nube llamada IBM Cloud.

Se estima que el valor de mercado del quantum computing se sitúe en más de 2.000 millones de dólares en 2026. Para entonces, se calcula que habrá unos 180 ordenadores cuánticos.

En Bosonit, hemos comenzado a ofrecer a nuestros clientes la posibilidad de resolver con supercomputadoras problemas que no pueden ser tratados de otra manera.

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