El control de calidad es el próximo gran paso adelante de la humanidad, pero ¿podemos ser buenos administradores de tal poder?

Tony Deller Gestor de producto de inicio. Astrónomo aficionado y antropólogo. Soñador. Escritor.

Todo lo que los humanos tuvimos como herramientas durante cientos de miles de años fueron palos, piedras y nuestros cerebros … y, finalmente, fuego. Sin embargo, podría decirse que la mejor herramienta que hemos inventado es la computadora. En el pequeño lapso de tiempo que se extiende desde mediados del siglo XX hasta ahora, hemos entrado en un mundo de progreso exponencial a medida que la potencia de procesamiento se duplica aproximadamente cada pocos años. Sin embargo, esta regla, conocida como la Ley de Moore, se está acercando a su límite, ya que las partes de la computadora se están acercando cada vez más al tamaño atómico.

Las computadoras son esencialmente una colección de partes simples que tienen responsabilidades definidas: almacenamiento de memoria, procesamiento de datos mediante lógica y matemáticas, y una forma de controlar todo a través de instrucciones. Un chip de computadora es uno de los componentes más básicos. Cada uno tiene varios módulos, cada uno de los cuales hace algo específico, y cada módulo tiene puertas lógicas, y están hechos de transistores. Los transistores son los 0 o 1 “bits”, activados o desactivados. Unos cuantos transistores forman las puertas lógicas, que permiten combinaciones que pueden realizar operaciones más avanzadas como la multiplicación y la división. Con un montón de eso, puede calcular MUCHA información, lo que actualmente nos permite hacer un trabajo importante como la ciencia y … ¡videojuegos!

Los transistores también se pueden considerar como interruptores que activan o desactivan el flujo de electrones. En este nivel, y a medida que los transistores se hacen cada vez más pequeños, nos encontramos acercándonos a las diminutas escalas dictadas por la física cuántica. En este momento, un transistor puede ser de aproximadamente 40 nanómetros o más pequeño, casi 500 veces más pequeño que una célula promedio de su cuerpo.

Esencialmente, los transistores están operando a casi la escala de un átomo. En este nivel, los electrones no necesitan fluir, solo pueden moverse usando el “túnel cuántico”.

Entonces, para aprovechar la física a un nivel cuántico, estamos haciendo computadoras cuánticas. En lugar de utilizar bits como nuestra unidad de información más pequeña, ahora tenemos qubits. Al igual que los bits tienen 2 estados, los qubits también representan solo 2 estados, pero se pueden establecer utilizando CUALQUIER propiedad física de un átomo como el espín de una partícula o el campo magnético, o la polarización horizontal / vertical. Más allá de eso, en la física cuántica, los estados no tienen que estar simplemente activados o desactivados / sí o no; también pueden aprovechar la “superposición”, una propiedad cuántica que permite que una partícula esté en cualquier combinación o proporción de ellas. estados Esto es algo así como el ejemplo del Gato de Schrodinger. La partícula puede ser cualquier cosa, pero cuando realmente la prueba u observa, solo será UN estado. Así que mientras no esté bajo observación,

Lo que realmente significa superposición es que ahora tenemos un número drásticamente mayor de combinaciones potenciales. En computación regular, 4 bits produce 16 combinaciones totales posibles, PERO solo se puede usar una de ellas. Sin embargo, 4 qubits pueden almacenar TODOS los 16 valores a la vez. Nuestro problema de capacidad limitada ya no es un gran problema.

Otra asombrosa propiedad que los qubits pueden exhibir es el entrelazamiento cuántico, en el que 2 qubits están misteriosamente vinculados, sin importar cuán alejados estén en el mundo físico, y reaccionen a los estados de los demás. Usando esta propiedad, podemos medir un qubits y poder conocer las propiedades de su qubit enredado al mismo tiempo.

Y aún otra propiedad que podemos aprovechar es la manipulación de qubit. Nuestras compuertas lógicas de cómputo regulares obtienen un conjunto de entradas y nos dan una salida única. Una “puerta cuántica” toma una entrada de qubits superpuestos, rota las probabilidades y genera una nueva superposición. En ese punto, se pueden medir los qubits y obtenemos los 0 y 1 que representan los datos que necesitamos. La clave aquí es que TODAS las respuestas posibles se generan al mismo tiempo, no solo la salida única en una puerta lógica tradicional. La respuesta que recibimos es probablemente correcta, pero existe una pequeña posibilidad de que no lo sea. Sin embargo, dado que TODAS las posibilidades ya se han creado, es un trabajo rápido repasar el resto hasta que obtengamos la correcta.

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Entonces, si bien esto no es exactamente una cosa perfecta, lo que realmente hace que la computación cuántica sea muy especial más allá de lo que podemos almacenar es lo rápido y eficiente que es. Una gran aplicación de esto son las bases de datos. Ahora podemos almacenar una cantidad de datos asombrosamente masiva y también buscarla mucho más rápido que con la informática tradicional.

“Es mi creencia personal que la computación cuántica nos ayudará a comprender el diluvio de datos que estamos creando para resolver algunos problemas muy interesantes. “Hay sistemas que generan miles de millones de conjuntos de datos por día, y esos podrían ser la solución a algunos problemas críticos que afectan a la sociedad …”
William Hurley , presidente del grupo de trabajo de estándares de computación cuántica del Instituto de ingenieros eléctricos y electrónicos (IEEE)

Las simulaciones también se benefician enormemente cuando se utiliza la computación cuántica. Los números masivos de cálculos y probabilidades se pueden generar a tasas sorprendentes. Estas simulaciones cuánticas nos beneficiarán en la investigación sobre el clima, la genética y las enfermedades, la física cuántica (¡por supuesto!) Y, en general, cualquier cosa que requiera cantidades masivas de cálculos numéricos.

Debido a esta capacidad, la computación cuántica permitirá en gran medida:

  • Ingeniería química y modelización molecular.
  • Factoraje y criptografía.
  • Análisis mejorado de nuevos hallazgos espaciales y datos SETI
  • Evolución de la inteligencia artificial y de la máquina.
  • Ingeniería civil y urbanismo.
  • Reconocimiento facial y de patrones en esfuerzos antiterroristas.
  • Modelado de física de partículas.
  • Ingeniería genética y cartografía.
  • Predicción del tiempo y predicción del clima
  • Además, un internet cuántico llevará el acceso a la información a niveles completamente nuevos y permitirá que los esfuerzos computacionales distribuidos alcancen niveles aún mayores.

Un “mal” resultado es que, dado que la computación cuántica es tan rápida, la seguridad de craqueo puede ser muy sencilla en comparación con los intentos de fuerza bruta utilizando una computadora tradicional.

Se debe realizar un nuevo paradigma para que nuestro progreso continúe, y la computación cuántica lo es. Probablemente no veremos computadoras cuánticas en los hogares en el corto plazo, pero se están utilizando para aplicaciones de investigación y ciencia a gran escala.

La era de la información ha sido un momento muy próspero para nuestro mundo: el poder de la informática ha llevado a avances asombrosos en casi todos los campos de la actividad humana al tiempo que contribuye en gran medida a elevar la calidad de vida de la mayoría de las personas. Ahora generamos más datos y conocimientos nuevos cada año de los que hemos registrado en toda la historia humana anterior. Pero a medida que avanzamos cada vez más en el poder de estas mentes artificiales, estamos jugando con una herramienta que es incluso más poderosa y peligrosa en algunos aspectos que incluso el poder atómico.

La computación cuántica eliminará cualquier límite concebible que una IA pueda tener entre sí una singularidad. La computación cuántica en las manos equivocadas puede llevar a alteraciones genéticas que podrían producir supersoldados o súper enfermedades.

Necesitamos continuar impulsando todo el esfuerzo en la investigación para poder entender estos peligros mientras nos beneficiamos de las ventajas de la computación cuántica.

Fuente: medium.com