La computación cuántica y su impacto en el almacenamiento de datos

La computación cuántica será capaz de procesar grandes cantidades de información. Los trabajos podrían incluir simulaciones diagnósticas y análisis a velocidades mucho mayores que las de la informática actual. Pero para ser completamente efectiva, la computación cuántica necesitará acceder, analizar y almacenar enormes cantidades de datos. Se espera que la computación cuántica sea el siguiente paso en la evolución de los sistemas de TI. Así como el procesador multinúcleo permitió a las computadoras realizar múltiples tareas en paralelo, los procesadores cuánticos serán un salto adelante en la potencia de cálculo y permitirán el rendimiento de tareas complejas en una fracción del tiempo requerido ahora. Los ordenadores cuánticos, como su nombre indica, utilizan la mecánica cuántica, la rama de la física que se ocupa de las partículas atómicas y subatómicas, para superar las limitaciones de los sistemas informáticos existentes. Los principios de la superposición de estados y el entrelazamiento cuántico permiten un método de cálculo diferente al utilizado actualmente. Un ordenador cuántico puede almacenar potencialmente más estados por unidad de información, llamados bits cuánticos o qubits, y operar con algoritmos mucho más eficientes a nivel numérico. Los qubits son un sistema cuántico mecánico de dos estados. Sin embargo, debido a la superposición, también pueden ser ambos estados: 1 y 0 al mismo tiempo. En un sistema informático clásico, un bit tendría que estar en un estado u otro: 1 o 0. La mecánica cuántica permite que un qubit esté en una superposición coherente de ambos estados simultáneamente, una propiedad que es fundamental para la mecánica cuántica y, por lo tanto, para la computación cuántica. "En el núcleo del potencial del ordenador cuántico para lograr una potencia de cálculo exponencialmente mayor se encuentra la capacidad del qubit de existir en un estado de superposición", explica Martin Weides, profesor de tecnologías cuánticas en la Universidad de Glasgow. "Te da una respuesta estadística de probabilidades y luego repites el cálculo varias veces y amplificas ese resultado. Al final, obtienes algún resultado, pero no con una certeza del 100%." En última instancia, esto permitirá que los ordenadores cuánticos procesen tareas complejas utilizando conjuntos de datos grandes mucho más rápido que un ordenador clásico, especialmente en los ámbitos del big data y el reconocimiento de patrones. Por ejemplo, los ordenadores cuánticos tienen aplicaciones potenciales en la industria farmacéutica para analizar moléculas más grandes y complejas de lo que se podía hacer anteriormente, y para mapear las complejas interacciones entre un producto farmacéutico y su objetivo previsto. Uno de los desafíos fundamentales de los ordenadores cuánticos es que sus sistemas de almacenamiento no son adecuados para el almacenamiento a largo plazo debido a la decoherencia cuántica, cuyo efecto puede acumularse con el tiempo. La decoherencia ocurre cuando los datos de la computación cuántica se incorporan a los marcos de almacenamiento de datos existentes y hace que los qubits pierdan su estado cuántico, lo que resulta en datos corruptos y pérdida de datos. "Los bits mecánicos cuánticos no pueden almacenarse durante mucho tiempo, ya que tienden a descomponerse y colapsar después de un tiempo", dice Weides. "Dependiendo de la tecnología utilizada, pueden colapsar en cuestión de segundos".