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Salto cuántico Nuevas iniciativas podrían acelerar un logro revolucionario de la computación

Nuevas iniciativas podrían acelerar un logro revolucionario de la computación

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FOTOGRAFÍA CORTESÍA DE IBM

Los científicos de IBM, Hanhee Paik y Sarah Sheldon, en el laboratorio cuántico de la empresa en Yorktown Heights, Nueva York, EUA

Cuando Google anunció en agosto que una de sus computadoras cuánticas había simulado exitosamente una reacción química, se convirtió en el último avance tecnológico. La promesa cuántica: aprovechar el poder de las partículas subatómicas para proporcionar potencia computacional que es imposible de obtener con las máquinas tradicionales. No obstante, los equipos se enfrentan a barreras relativas a la tecnología y al talento a la hora de mostrar las aplicaciones prácticas que puede ofrecer la computación cuántica.

Organizaciones públicas y privadas de todo el mundo se están involucrando con nuevo financiamiento e iniciativas innovadoras. En agosto, por ejemplo, un importante científico chino anunció que un satélite con equipamiento cuántico, lanzado en el año 2016 en asociación con Austria, había facilitado proteger las comunicaciones de largo alcance de los hackers entre los observatorios a una distancia de 1.200 kilómetros (745 millas).

Los gobiernos también fomentan la actividad de los proyectos. Alemania anunció en junio que está invirtiendo EUR 2.000 millones en investigaciones cuánticas; en agosto, Estados Unidos asignó otros USD 1.000 millones a programas de inteligencia artificial y computación cuántica, justo dos años después de otorgar USD 1.200 millones para avanzar en la investigación cuántica.

Sin embargo, los gigantes de la tecnología y la ciencia están a la vanguardia. El proyecto de reacción química de Google tuvo lugar después del experimento de la empresa realizado en 2019, cuando declaró ser el primero en lograr la supremacía cuántica con el nuevo procesador de 54 bits cuánticos llamado Sycamore. Google aseguró que en 200 segundos Sycamore podía realizar un cálculo que a la supercomputadora más poderosa del planeta le tomaría 10.000 años resolver.

“Este es un momento emocionante, porque la tecnología cuántica ha avanzado hasta un punto en el que realmente podemos aprovechar la física de la mecánica cuántica para desarrollar aplicaciones prácticas”, dice Kate Waimey Timmerman, Directora Ejecutiva de Chicago Quantum Exchange en Chicago, Illinois, EUA.

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—Kate Waimey Timmerman, Chicago Quantum Exchange, Chicago, Illinois, EUA

Llegar a los extremos

Chicago Quantum Exchange es un consorcio que incluye dos de los cinco centros de investigación cuántica oficiales de EUA. Uno de esos centros, Fermilab, colabora con varias organizaciones, entre ellas Italian National Institute for Nuclear Physics, en un proyecto que podría eliminar una de las principales barreras que impiden el uso generalizado de la computación cuántica y lograr que la tecnología funcione de manera confiable y eficaz en condiciones normales.

En la actualidad la computación cuántica se desempeña bien solo en entornos extremos, normalmente a cientos de grados Fahrenheit bajo cero. Esta limitación evita que la computación cuántica se convierta en una realidad para todos. El objetivo del proyecto de Fermilab es identificar los factores responsables de la fragilidad de las máquinas cuánticas y averiguar si distintos materiales contribuirían a lograr una mayor durabilidad y un uso más generalizado.

Otros proyectos en marcha se concentran en explorar posibles aplicaciones comerciales. En enero, el fabricante de automóviles alemán Daimler AG y el gigante norteamericano de la computación IBM anunciaron que habían utilizado la computación cuántica para obtener conocimientos críticos sobre el desempeño de las baterías de litio, lo cual podría marcar el inicio de una tecnología de litio-azufre de la próxima generación más poderosa, duradera y económica que la convencional de litio. En junio, la startup estadounidense de IA SavantX presentó un producto que utiliza la computación cuántica para que las empresas logísticas funcionen con mayor eficiencia. Asimismo, en agosto, Amazon lanzó una versión cuántica de su producto de hosting Amazon Web Services, que permite a los clientes probar algoritmos en computadoras cuánticas simuladas basadas en la nube.

También se están abriendo paso tecnologías adyacentes como la detección cuántica. Los sensores cuánticos tienen el potencial de realizar mediciones con una sensibilidad y velocidad mayores que las herramientas existentes. En el Reino Unido, dos universidades están trabajando con diversas empresas de ingeniería para determinar si los sensores cuánticos podrían reemplazar ciertos proyectos de perforación y excavación a través de la detección y monitoreo de objetos bajo tierra. Los científicos también están probando la detección cuántica en aplicaciones biológicas, tanto para monitorear la temperatura de las células vivientes como para manipular dicha temperatura, un trabajo que a la larga podría influir en el tratamiento de las enfermedades infecciosas.

Adoptar las incertidumbres

No importa la aplicación, los avances en computación cuántica superan al talento de proyecto necesario para impulsar la naciente tecnología.

“Ya existe una necesidad considerablemente mayor que la cantidad de personas que sale de las universidades con conocimientos cuánticos”, afirma Timmerman. “A través de la colaboración entre los sectores y las universidades, intentamos aumentar el número de estudiantes y aprendices que están preparados y que comprenden la amplitud de las oportunidades que tienen por delante”.

A medida que surgen estas oportunidades, los líderes de proyecto con visión de futuro deben estar listos para adaptar su contratación y evaluaciones de riesgo para alinearse con las incertidumbres de las posibilidades cuánticas.

“Mientras desarrollamos y ampliamos estas nuevas tecnologías y herramientas, aún no se han elaborado las teorías para muchas de las posibles aplicaciones que se desarrollarán más adelante”, declara Timmerman. “Nadie sabe realmente hacia dónde vamos”.

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