Las computadoras alguna vez se consideraron tecnología de alta gama, solo accesible para científicos y profesionales capacitados. Pero hubo un cambio radical en la historia de la informática durante la segunda mitad de la década de 1970. No fue solo que las máquinas se volvieron mucho más pequeñas y más poderosas, aunque, por supuesto, lo hicieron. Fue el cambio en quién usaría las computadoras y dónde:estuvieron disponibles para que todos las usaran en su propio hogar.

Hoy dia, La computación cuántica está en su infancia. La computación cuántica incorpora algunos de los conceptos más alucinantes de la física del siglo XX. En los EE.UU., Google, IBM y la NASA están experimentando y construyendo las primeras computadoras cuánticas. China también está invirtiendo fuertemente en tecnología cuántica.

Como autor de "Computación cuántica para todos, "saldrá en marzo, Creo que habrá un cambio análogo hacia la computación cuántica, donde los entusiastas podrán jugar con computadoras cuánticas desde sus hogares. Este cambio ocurrirá mucho antes de lo que la mayoría de la gente cree.

Auge de las computadoras personales

Las primeras computadoras modernas se construyeron en la década de 1950. Eran grandes a menudo poco confiable, y según los estándares actuales, no particularmente poderoso. Fueron diseñados para resolver grandes problemas, como desarrollar la primera bomba de hidrógeno. Hubo un consenso general de que este era el tipo de cosas para las que las computadoras eran buenas y que el mundo no necesitaría muchas de ellas.

Por supuesto, esta visión resultó ser completamente errónea.

En 1964, John Kemeny y Thomas Kurtz escribieron el lenguaje BÁSICO. Su objetivo era diseñar un lenguaje de programación simple que fuera fácil de aprender y que permitiera a cualquiera programar. Como resultado, la programación ya no era únicamente para científicos altamente capacitados. Cualquiera podría ahora aprender a programar si quisiera.

Este cambio en la informática continuó cuando aparecieron las primeras computadoras domésticas a fines de la década de 1970. Los aficionados ahora pueden comprar su propia computadora y programarla en casa. Los padres y los niños pueden aprender juntos. Estas primeras computadoras no eran muy potentes y había un número limitado de cosas que se podían hacer con ellas. pero tuvieron una acogida muy entusiasta.

Mientras la gente jugaba con sus máquinas, se dieron cuenta de que querían más funciones y más potencia. Los fundadores de Microsoft y Apple entendieron que la computadora doméstica tenía un futuro brillante.

Casi todos los estadounidenses ahora poseen una computadora portátil, tableta o teléfono inteligente, o los tres. Pasan mucho tiempo en las redes sociales, comercio electrónico y búsquedas en Internet.

Ninguna de estas actividades existía en la década de 1950. Nadie en ese momento sabía que los querían o los necesitaban. Fue la disponibilidad de una nueva herramienta, el ordenador, que condujo a su desarrollo.

Introduzca cuántica

Computación clásica, el tipo de cálculo que alimenta la computadora en su hogar, se basa en cómo calculan los humanos. Desglosa todos los cálculos en sus partes más fundamentales:los dígitos binarios 0 y 1. Actualmente, Nuestras computadoras usan bits, una palabra que proviene de dígitos binarios, porque son fáciles de implementar con interruptores que están en la posición de encendido o apagado.

La computación cuántica se basa en cómo calcula el universo. Contiene toda la informática clásica, pero también incorpora un par de conceptos nuevos que provienen de la física cuántica.

En lugar de los bits de la computación clásica, La computación cuántica tiene qubits. Sin embargo, el resultado de un cálculo cuántico es exactamente el mismo que el de un cálculo clásico:un número de bits.

La diferencia es que durante el cálculo, la computadora puede manipular qubits de más formas que con bits. Puede poner qubits en una superposición de estados y entrelazarlos.

Tanto la superposición como el entrelazamiento son conceptos de la mecánica cuántica con los que la mayoría de la gente no está familiarizada. La superposición significa aproximadamente que un qubit puede estar en una mezcla de 0 y 1. El entrelazamiento denota correlación entre qubits. Cuando se mide uno de un par de qubits entrelazados, que muestra inmediatamente el valor que obtendrá cuando mida a su socio. Esto es lo que Einstein denominó "acción espeluznante a distancia".

Las matemáticas necesarias para una descripción completa de la mecánica cuántica son desalentadoras, y estos antecedentes son necesarios para diseñar y construir una computadora cuántica. Pero las matemáticas necesarias para comprender la computación cuántica y comenzar a diseñar circuitos cuánticos son mucho menos:el álgebra de la escuela secundaria es esencialmente el único requisito.

Computación cuántica y tú

Las computadoras cuánticas apenas están comenzando a construirse. Son máquinas grandes, algo poco fiables y todavía poco potentes.

¿Para qué serán usados? La computación cuántica tiene importantes aplicaciones en criptografía. En 1994, El matemático del MIT Peter Shor demostró que, si se pudieran construir computadoras cuánticas, podrían romper los métodos actuales de cifrado de Internet. Esto estimuló la construcción de nuevas formas de cifrar datos que pueden resistir ataques cuánticos. lanzando la era de la criptografía post-cuántica.

También parece que la computación cuántica probablemente tendrá un gran impacto en la química. Hay ciertas reacciones que las computadoras clásicas tienen dificultades para simular. Los químicos esperan que las computadoras cuánticas sean eficientes para modelar estos fenómenos cuánticos.

Pero no creo que tenga mucho sentido especular sobre lo que la mayoría de la gente hará con las computadoras cuánticas en 50 años. Puede tener más sentido preguntar cuándo la computación cuántica se convertirá en algo que cualquiera pueda usar desde su propia casa.

La respuesta es que esto ya es posible. En 2016, IBM agregó una pequeña computadora cuántica a la nube. Cualquiera con conexión a Internet puede diseñar y ejecutar sus propios circuitos cuánticos en esta computadora. Un circuito cuántico es una secuencia de pasos básicos que realizan un cálculo cuántico.

La computadora cuántica de IBM no solo es de uso gratuito, pero esta computadora cuántica tiene una interfaz gráfica simple. Es un pequeño, máquina no muy potente, al igual que las primeras computadoras hogareñas, pero los aficionados pueden empezar a jugar. El cambio ha comenzado.

Los seres humanos están entrando en una era en la que es sencillo aprender y experimentar con la computación cuántica. Al igual que con las primeras computadoras domésticas, Puede que no esté claro que hay problemas que deben resolverse con computadoras cuánticas, pero mientras la gente juega, Creo que es probable que descubran que necesitan más potencia y más funciones. Esto abrirá el camino a nuevas aplicaciones que aún no hemos imaginado.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.