Entendiendo las bases de la computación cuántica y sus implicaciones en el futuro del entorno empresarial

24 Ago 2022

Si existe una tecnología que va a revolucionar el procesamiento de datos, es sin duda la Computación Cuántica o Quantum Computing. Sin embargo, no es sencillo entender este concepto, basado en la física cuántica, por lo que trataremos de explicar brevemente cómo funciona, por qué es diferente, cuáles son sus algoritmos principales y en qué va a afectar el desarrollo de la Computación Cuántica al mundo empresarial. Si bien todavía no existen ordenadores con suficiente capacidad como para generalizar el Quantum Computing, lo más probable es que lleguemos a este punto en los próximos dos o tres años. Por eso es importante saber qué significa y cómo prepararse para el cambio.

De la computación clásica a la computación cuántica

Para empezar tenemos que saber que la computación clásica es determinista. La unidad básica de información de este tipo de computación son los Bits (ceros y unos) y, al cambiar de estado, el programa correspondiente ejecutará una acción. Por ejemplo, un programa de Word que convierte las mayúsculas en minúsculas.

Sin embargo, en la Computación Cuántica ya no encontramos Bits, sino que la unidad básica de información son los Qubits, que podemos imaginar como una esfera tridimensional (y que pueden definirse como matrices). El polo norte de la esfera sería el 1 y la parte de abajo el cero, mientras que el resto de la superficie serán superposiciones de estados. De esta manera, podríamos seleccionar un punto en cualquier lugar de la esfera, y en base a una serie de probabilidades tenderá al polo norte o sur (1 ó 0). Esto implica que al tener todas las combinaciones lineales se podrían hacer n cálculos en paralelo con una sola operación.

¿Y qué implica todo esto? Antes de ver los ejemplos, debemos de conocer los algoritmos más importantes que dan lugar a posibles aplicaciones prácticas.

Principales algoritmos en Quantum Computing: Shor y Grover

El primer algoritmo creado en base a la Computación Cuántica es el de Peter Shor, que permite descomponer grandes números (por ejemplo un número de 512 bits, como los usados en las tarjetas bancarias) en factores primos de forma muy rápida (algo que era imposible con la computación clásica).

Tras este primer algoritmo, Lov K. Grover creó un segundo algoritmo cuántico, que permite buscar un dato de forma mucho más sencilla en una secuencia no ordenada de datos. Por ejemplo, si en una lista de 500 empleados (cuyo nombre desconocemos) queremos encontrar a Juan, tendremos que preguntar de uno en uno y, de media, necesitaremos preguntar 250 veces. Sin embargo, gracias a este algoritmo podría reducirse el número de veces a preguntar a la raíz cuadrada del tamaño de la secuencia.

Más allá de estos algoritmos se han creado algunos otros, más específicos, relacionados con la simulación física. Por ejemplo, algoritmos para el cálculo de enlaces químicos en el sector farmacéutico. Estos algoritmos pueden aplicarse a cualquier problema que podamos plantear como un sistema físico que cumpla determinadas condiciones.

Implicaciones de la Computación Cuántica en el mundo empresarial

Teniendo en cuenta las características del Quantum Computing y algunos de los algoritmos desarrollados, podemos ver su aplicación en casos reales. Es cierto que tendrá especial importancia para el entorno financiero, donde por el momento encontramos mayores casos de uso, pero podrá extenderse también a cualquier otro tipo de sector.

En primer lugar, y volviendo al algoritmo de Shor, comentábamos que será mucho más sencillo descomponer números como el de una tarjeta bancaria en factores primos. Esto puede resultar útil en algunos casos, pero también supone un gran riesgo para la seguridad. Por tanto, la banca y otros sectores deben de estar preparada para ajustar sus mecanismos en vista del desarrollo del Quantum Computing.

Sin embargo, también hay aplicaciones muy útiles en el entorno financiero. Por ejemplo, resultará mucho más sencillo calcular las posibilidades de que una empresa quiebre, al poder hacer n cálculos a partir de una serie de variables. También podríamos calcular el riesgo de mercado, el riesgo crediticio e incluso la optimización de carteras y los pesos óptimos dentro de estas. Actualmente para este tipo de casos se utiliza el método de Montecarlo, pero Quantum Computing permitirá hacerlo de forma mucho más rápida. Además, nos permitirá introducir determinadas características adicionales. Por ejemplo, puede que además del criterio financiero quiera añadir características de sostenibilidad como la huella de carbono, el porcentaje de mujeres en una compañía, etc.

Presente y futuro del Quantum Computing

Si nos fijamos en la realidad de la Computación Cuántica, es cierto que hasta el momento se están realizando más simulaciones que casos en la práctica. Sin embargo, los ordenadores que ahora tan solo tienen 127 Qubits se irán desarrollando hacia el millón de Qubits. Y, cuando llegue ese punto, veremos eclosionar toda la potencia de la Computación Cuántica. Por eso en VASS ya estamos  construyendo de cara al futuro, con personal especializado que pueda guiar a nuestros clientes en este camino. Lo importante es que, en el momento que llegue esta tecnología, las empresas estén preparadas para recibirla, aprovecharla como ventaja competitiva y hacer frente a los retos y riesgos que implica. Aunque el Quantum Computing sea una tecnología del futuro, el camino hacia ella debe de incorporarse ya en los planes del presente para alcanzar el mejor posicionamiento posible.

Y, como comentábamos anteriormente, el sector financiero es uno de los más afectados, pero pueden serlo también muchas otras industrias. Como en el ejemplo de las farmacéuticas, también tendrá aplicaciones en las telecomunicaciones (permitiendo una Quantum Network que transmita información de forma totalmente privada). Y así irán surgiendo distintos casos de uso que es importante estudiar y en los que trabajaremos codo con codo con cada negocio.