Acerca de las computadoras cuánticas: cómo los diferentes países desarrollan esta tecnología

Estamos hablando de quién ya está usando la computación cuántica en la nube y qué iniciativas están promoviendo los gobiernos para apoyar a la industria de la computación cuántica.


/ Flickr / Steve Jurvetson / CC BY / Foto editada

¬ŅQui√©n usa computadoras cu√°nticas en la nube?


Grandes organizaciones como Google, IBM, Intel y una serie de peque√Īas empresas de TI como D-Wave y Rigetti est√°n creando sus computadoras cu√°nticas. Algunos de ellos brindan acceso a sus soluciones para universidades y organizaciones de investigaci√≥n. La infraestructura de la nube los ayuda en esto. Por ejemplo, IBM y Alibaba han abierto el acceso a computadoras de 20 qubits y 11 qubits, respectivamente. Para trabajar con las instalaciones, se utilizan las plataformas en la nube IBM Q y Alibaba Cloud. El objetivo de estas iniciativas es ayudar a los ingenieros a trabajar con modelos complejos de aprendizaje autom√°tico y varios modelos de fen√≥menos reales: desde modelos clim√°ticos hasta modelos de mercados financieros.

La compa√Ī√≠a canadiense D-Wave Systems tambi√©n lanz√≥ su servicio en la nube. Sus clientes obtienen acceso a la computaci√≥n cu√°ntica por minuto por mes. Esto parece ser un poco, sin embargo, solo unos pocos milisegundos son suficientes para que una m√°quina cu√°ntica complete una serie de tareas. Estamos hablando de la factorizaci√≥n de grandes n√ļmeros y la construcci√≥n de rutas: las computadoras cl√°sicas pasan d√≠as y semanas en tales c√°lculos.

Varias compa√Ī√≠as ya est√°n utilizando las capacidades del sistema D-Wave. Por ejemplo, Airbus us√≥ computadoras basadas en qubit para crear nuevos aviones: era posible completar los c√°lculos necesarios cuatro veces m√°s r√°pido que en las computadoras convencionales. Volkswagen recurri√≥ a las computadoras cu√°nticas para desarrollar algoritmos de control de veh√≠culos no tripulados.

No son solo las empresas de TI las que participan en el desarrollo y la promoción de la computación cuántica (por ejemplo, IBM ha formado una comunidad de desarrolladores de software para computadoras cuánticas). Muchos gobiernos están comenzando a promover iniciativas financieras especiales y leyes destinadas a desarrollar la industria cuántica. Hablaremos de algunos de ellos más tarde.

Iniciativa cu√°ntica de EE. UU.


A mediados de diciembre del a√Īo pasado, el Senado de los Estados Unidos aprob√≥ un proyecto de ley que establece la Iniciativa Cu√°ntica Nacional (NQI). El prop√≥sito de la nueva ley es apoyar a las empresas e institutos de investigaci√≥n que trabajan en la creaci√≥n de computadoras y redes cu√°nticas. El plan NQI est√° dise√Īado para diez a√Īos, y se asignar√°n 1.200 millones de d√≥lares para su implementaci√≥n.


/ Flickr / IBM Research / CC BY-NA

El proyecto planea construir de dos a cinco nuevos centros de investigación para el estudio de tecnologías cuánticas. El Departamento de Energía de EE. UU. Será responsable de esto. También financiará la investigación: a cada centro se le asignarán $ 25 millones anuales. El dinero también se destinará al desarrollo de programas educativos para especialistas en el campo de los desarrollos cuánticos. La Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. Preparará un programa educativo especial para estudiantes universitarios.

El responsable de la implementación de los proyectos planificados será un organismo especialmente creado: la Oficina Nacional de Coordinación Cuántica. Su personal supervisará los programas de investigación y se ocupará de los problemas de consultoría.

Iniciativas de otros países.


También se han creado programas para el desarrollo de la industria de la computación cuántica en la Unión Europea, China y Rusia. En Europa en 2016 lanzó la iniciativa Quantum Flagship. El gobierno y los estados miembros de la UE han asignado mil millones de euros para apoyar veinte proyectos en el campo de la computación cuántica. Además, el dinero se destinará no solo a crear computadoras. Quantum Flagship incluye áreas de física teórica y metrología cuántica y comunicaciones.

Un ejemplo de proyectos financiados es QMiCS de Oxford Instruments. Su propósito es crear una red inalámbrica entre dispositivos cuánticos.

Además , dos proyectos de Atos recibieron financiación. La primera tarea es crear una computadora cuántica de 50 qubits basada en trampas de iones , uno de los tipos de qubits más comunes y estables . El objetivo del segundo proyecto es simular un sistema de 500 bits cuánticos. Hasta la fecha, solo se ha modelado una computadora de 60 qubits.

El campo de la computación cuántica también se está desarrollando en China. En 2016, el país comenzó a construir un nuevo laboratorio de investigación: el gobierno chino asignó alrededor de mil millones de dólares para esto. El centro científico comenzará a funcionar en 2020.

El apoyo financiero previo del gobierno ayudó a los científicos chinos a lograr sus primeros éxitos en computación cuántica. En 2016, un equipo de investigadores lanzó un satélite en órbita, en el que los canales de comunicación están protegidos mediante encriptación cuántica . Esta tecnología también se utiliza en redes terrestres: se estableció un canal de comunicación cuántica con una longitud de aproximadamente 2.000 kilómetros entre Beijing y Shanghai.


/ Flickr / IBM Research / CC BY-ND

Tambi√©n est√°n involucrados en la computaci√≥n cu√°ntica en Rusia. En febrero de 2018, varias organizaciones, la Advanced Research Foundation, Vnesheconombank, la Universidad Estatal de Mosc√ļ y Digital Economy ANO, crearon un consorcio cu√°ntico cuya tarea es desarrollar una computadora de 50 qubits para 2021.

La Universidad Estatal de Mosc√ļ se ha asociado con la computaci√≥n cu√°ntica antes. En 2017, la universidad recibi√≥ una subvenci√≥n para crear un centro de tecnolog√≠as cu√°nticas. Su objetivo es desarrollar un sistema de cifrado de datos cu√°ntico. La Universidad ITMO tambi√©n participa en esta √°rea: en 2017, el gobierno asign√≥ 160 millones de rublos para un proyecto conjunto de la universidad y las compa√Ī√≠as de telecomunicaciones.

Perspectivas de proyectos financieros.


El proyecto de ley del gobierno estadounidense fue respaldado por grandes empresas de TI, por ejemplo, Microsoft. Seg√ļn los representantes de la corporaci√≥n, el apoyo del gobierno es necesario para crear chips confiables de m√ļltiples qubits que no permitan errores en los c√°lculos.

“Esta es una de las tareas más importantes en la industria. Cuantos más qubits contenga el procesador, mayores serán las posibilidades de que comiencen a influir en el trabajo del otro y crear interferencia ", dice Sergey Belkin, jefe de desarrollo de 1cloud.ru . - Hasta ahora nadie ha logrado alcanzar el valor cero de errores. Y esto nos impide aumentar la potencia informática de las máquinas cuánticas ".

Al mismo tiempo, los fondos estatales ayudarán a las organizaciones que no pueden pagar todo el equipo necesario para investigar tecnologías cuánticas.

Gracias al apoyo del gobierno, las empresas chinas han logrado avances significativos en el cifrado cu√°ntico. Se espera que pronto la criptograf√≠a cu√°ntica comience a desarrollarse intensamente en los Estados Unidos. Seg√ļn las previsiones , la nueva ley estadounidense acelerar√° el desarrollo de est√°ndares para algoritmos de cifrado cu√°ntico, y para 2024 la tecnolog√≠a puede comenzar a implementarse en los servicios web.

La financiaci√≥n del gobierno ayudar√° a desarrollar tecnolog√≠as cu√°nticas en Rusia. Se puede esperar que los proyectos patrocinados por instituciones estatales eventualmente construyan redes cu√°nticas a gran escala y dise√Īen chips multi-cu√°nticos.

¬ŅQu√© estamos escribiendo sobre el blog corporativo de 1cloud:

Source: https://habr.com/ru/post/438568/


All Articles