Entrem a l'era de la computació quàntica

De la mecànica quàntica teòrica al prototip real, la computació quàntica està fent el salt del món acadèmic a la solució a problemes reals de la ciència i l'economia. La integració de la computació clàssica amb la quàntica i amb la intel·ligència artificial constituirà la major revolució informàtica dels darrers seixanta anys. Aquesta dècada ha estat batejada com la Dècada Quàntica, ja que és ara quan les empreses comencen a veure aquesta tecnologia com una solució de negoci.
 

L'immens poder d'aquesta forma de computació reposa sobre dues propietats de la mecànica quàntica: la interferència i l'entrellaçament. El principi dinterferència permet a lordinador quàntic suprimir solucions no desitjades i només presentar les correctes. A mesura que processa simultàniament tots els valors possibles de les dades d'entrada (valors anomenats superposicions, doncs, a diferència dels bits clàssics que han d'adoptar 1 o 0, els cúbits poden adoptar simultàniament 1 i 0), el nombre d'operacions disminueix considerablement . L'entrellaçament, per part seva, implica que l'estat combinat dels cúbits (els bits quàntics) conté més informació de la que contenen els cúbits independents. Aquests dos principis no tenen cap analogia a la informàtica clàssica.
 

Això no obstant, la computació quàntica no reemplaçarà la clàssica, sinó que la potenciarà i complementarà. Fins i tot en el cas dels problemes que un ordinador quàntic pot resoldre millor, caldrà els ordinadors convencionals, perquè l'entrada i la sortida de dades continuarà fent-se de la forma tradicional.
 

La propera gran revolució de la informàtica té lloc quan es combinen la computació quàntica amb la clàssica i amb la intel·ligència artificial. Les sinergies que emanen d'aquesta tríada guiaran el futur de la computació.
 

A mitjà termini, s'espera que la computació quàntica sigui capaç de resoldre tres tipus de problemes:
• Simulació, modelitzar sistemes i processos que tenen lloc a la natura.
• Cerca i mapatge, implica buscar la millor solució o l'òptima en una situació susceptible de tenir nombroses respostes.
• Problemes algebraics, incloent-hi aplicacions per al machine learning o aprenentatge automàtic.
 

A poc a poc, la computació quàntica genera solucions concretes que aniran tenint un impacte significatiu en diferents sectors d'activitat. Deloitte identifica tres aplicacions clau en què aquesta tecnologia aportarà millores en termes d'eficiència a les empreses i organitzacions de diferents sectors: l'optimització d'algorismes, la ciència de dades i els models matemàtics, i la química quàntica i la ciència dels materials.
 

Els algorismes d'optimització persegueixen identificar la millor solució o el millor procés entre diferents opcions possibles. Un exemple d'això és la recerca de les millors rutes per a vehicles de mercaderies, usant dades en temps real, cosa que ja està estudiant l'empresa ExxonMobil per a la gestió de les rutes de la seva flota mercant de més de 50 000 naus.
 

Les empreses utilitzen les macrodades per intentar establir patrons que els permetin predir el comportament futur d'un sistema -per exemple, el mercat d'un bé concret o l'evolució de valors financers- o solucionar un problema específic. L'ús de cada vegada més volums de dades i d'informació en temps real a curt termini posarà en evidència les limitacions de la informàtica convencional, i la necessitat d'utilitzar ordinadors quàntics per realitzar en poc temps tasques i operacions que escapen a la capacitat dels anteriors. Aquest tipus de models intensius en dades s'utilitzen especialment en sectors com el financer i l'assegurador en temes com el credit scoring (la qualificació d'una operació de risc financer), la valoració d'actius o l'anàlisi del risc en inversions, entre d'altres.
 

Finalment, la computació quàntica pot aportar molt al terreny de la química i dels materials, atesa la incapacitat dels ordinadors actuals per dur a terme eficientment els càlculs necessaris que requereixen l'estudi de l'estructura molecular i les seves propietats, la predicció del comportament dels materials, o conèixer com variarà aquest amb la menor alteració molecular. Els ordinadors quàntics podran construir i manejar els models moleculars amb absoluta precisió, obrint la porta a grans avenços en el terreny de l'estudi i el desenvolupament dels materials, i també en la creació de nous medicaments.