En el vertiginoso mundo digital en el que nos encontramos, la inteligencia artificial (IA) ha emergido como una fuerza transformadora que está cambiando la manera en que interactuamos con la información, la automatización de procesos y la toma de decisiones. A pesar de sus grandes avances, esta disciplina aún tiene ciertas limitaciones a la hora de resolver problemas con grandes volúmenes de datos o que presentan comportamientos dinámicos muy confusos.
Y, en este contexto, aparece en escena la mecánica cuántica, una de las ramas de la física, con más un siglo de historia. En un futuro muy cercano, la computación cuántica y la inteligencia artificial van a revolucionar aún más los procesos de trabajo de cualquier ámbito, mucho más de lo que conocemos hasta el momento, donde destacan los desarrollos de los chatbots, con Chat GPT a la cabeza.
Desde el punto de vista de la investigación científica, la aplicación de las leyes cuánticas va a transformar la forma en que concebimos y utilizamos la IA, ya que ofrece la capacidad de procesar cantidades ingentes de datos en tiempo real y, a su vez, permite descubrir patrones ocultos y detectar anomalías de forma más precisa.
La combinación de la computación cuántica y la inteligencia artificial presenta una amplia variedad de aplicaciones en diversos sectores de la sociedad, como los de la salud y el farmacéutico, las finanzas, la logística o la seguridad informática, entre otros. Y en este artículo lo vamos a ver con ejemplos prácticos.
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Qué es la computación cuántica
El ‘Quantum Computing’, de su original en inglés, es una rama de la informática que se basa en los principios de la mecánica cuántica, y que une otras disciplinas como la física y las matemáticas para resolver problemas complejos que los ordenadores tradicionales no son capaces de solucionar.
Así, procesa la información mediante cúbits (‘qubits’ en su versión anglosajona), a diferencia de computación clásica, que se basa en bits y que solo pueden tener un valor de 0 o 1. En la modalidad cuántica, estos cúbits pueden representar simultáneamente 0, 1 o cualquier combinación de ambos estados gracias al fenómeno de la “superposición”.
Otra característica distintiva que le permite realizar cálculos en paralelo de forma muy rápida es por la “entrelazación cuántica”. Al estar entrelazados, los qubits puede depender instantáneamente del estado de otro, incluso si están separados por distancias astronómicas.
Computación cuántica versus clásica. Ventajas más destacadas
Además de usar cúbits con los que pueden ejecutar cálculos de manera exponencialmente más rápida que los ordenadores tradicionales, estas son otras de las principales ventajas de la computación cuántica frente a la computación convencional:
- La mayor capacidad de procesamiento y almacenamiento posibilita avances significativos en áreas como el análisis de Big Data y el desarrollo de modelos más sofisticados de aprendizaje automático.
- Propicia la optimización de algoritmos, ya que puede encontrar soluciones óptimas en un espacio de búsqueda mucho más amplio y en menos tiempo.
- Puede simular sistemas cuánticos en ámbitos de la investigación científica como la física de partículas, la química o el diseño de materiales, ya que permite modelar sistemas complejos de manera precisa.
- Tiene el potencial de romper fácilmente las claves de cifrado convencionales, pero también garantiza soluciones de seguridad mediante la criptografía.
- Ofrece más capacidad de memoria con un menor consumo, lo que se traduce en mayor eficiencia energética.
Desafíos a los que se enfrenta esta tecnología revolucionaria
A pesar de todas estas funcionalidades tan ventajosas frente a la informática convencional, el uso de la computación cuántica y la inteligencia artificial todavía se encuentra en sus primeras etapas de desarrollo y aún tiene que enfrentarse a diferentes desafíos. Te desatacamos los más significativos:
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Los ordenadores cuánticos son notoriamente frágiles y propensos a errores debido a la interferencia con su entorno. Requiere condiciones de temperatura extremas (-273 grados centígrados) y aislarse del campo magnético terrestre.
- Por tanto, la construcción de sistemas cuánticos es un proceso complejo y costoso que requiere de una infraestructura especializada.
- Es necesario contar con expertos altamente capacitados en física cuántica y programación cuántica para poder aprovechar al máximo las capacidades de los sistemas.
- Aunque esta tecnología tiene el potencial de generar importantes avances en distintos campos como te vamos a mostrar a continuación, también hay que tener en cuenta los costes asociados para actualizar las diferentes infraestructuras que hagan posible su uso en estos ámbitos.
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Aplicaciones de la inteligencia artificial cuántica en diversos sectores
La combinación de las leyes cuánticas y la IA es ya una realidad. De hecho, a la inteligencia artificial cuántica se la considera ya como campo interdisciplinar propio, enfocado en construir algoritmos para mejorar las tareas computacionales dentro de la IA.
Así, esta disciplina promete transformar una serie de campos y áreas específicas como la economía, la industria, la salud y la farmacia o la ciberseguridad, entre otros, mediante la creación de ecosistemas verticales para abordar soluciones personalizadas. Vamos a repasar algunos sectores en los que se vivirá próximamente una revolución cuántica artificial.
Medicina y Farmacología
La IA cuántica puede acelerar la búsqueda de nuevos medicamentos al simular con precisión la interacción de moléculas en sistemas biológicos. Esta característica también permite mejorar la predicción de los efectos secundarios de los fármacos.
Mientras, en el campo de la salud se podrá optimizar la precisión del diagnóstico médico al analizar grandes conjuntos de datos de manera más eficiente y detectar patrones sutiles en imágenes médicas, así como elaborar tratamientos personalizados genéticamente y avanzar en las investigaciones del ADN.
Logística y transporte
Si ya hay algunas herramientas de IA para planificar viajes, en el sector de la logística, la combinación de la computación cuántica y la inteligencia artificial podrá optimizar las rutas de entrega para minimizar costes y tiempos, lo que será muy beneficioso para empresas de transporte y de comercio electrónico.
Por su parte, las aerolíneas podrán planificar horarios de vuelos y recursos más eficaces, teniendo en cuenta una variedad de restricciones y variables.
Finanzas
En el sector económico y empresarial, ambas tecnologías permitirán un análisis más preciso y rápido de grandes volúmenes de datos financieros, lo que conduce a mejores estrategias de inversión y a la toma de decisiones.
Además, la capacidad de generar modelos predictivos y simular diferentes escenarios económicos, ayudará a prever riesgos y mejorar los sistemas para la detección del fraude, por ejemplo.
Seguridad informática
A pesar de los riegos que conlleva el uso de técnicas de ciberseguridad, la criptografía cuántica puede proporcionar una seguridad inquebrantable, esencial para proteger la privacidad y la integridad de los datos en aplicaciones de IA.
Mientras, en lo que se refiere a la encriptación de datos, destaca el nuevo sistema ‘Quantum Key Distribution’, que se basa en señales luminosas para detectar cualquier intromisión en el sistema.
En definitiva, la inteligencia artificial cuántica es una disciplina que tiene que desarrollarse y explotarse mucho más, pero ya ejerce un papel importante en la resolución de problemas complejos y en la transformación de nuestro mundo digital y promete avances revolucionarios en estos y otros sectores.
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