¿Nos ayudarán las computadoras Quantum a minimizar el daño causado por Covid-19?

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La pandemia ha dado un vuelco a la vida a la que nos hemos acostumbrado durante las últimas décadas. ¿Nos ayudará la tecnología a minimizar el daño causado por la crisis actual? ¿Qué papel pueden jugar las computadoras cuánticas en este proceso?

El impacto que estamos experimentando seguramente transformará las prioridades de investigación, los objetivos de desarrollo y los modelos económicos en toda la industria tecnológica. Las grandes empresas de tecnología están dedicando muchos de sus recursos al desarrollo de sitios de información sobre el coronavirus, mapas interactivos de seguimiento de brotes y aplicaciones de seguimiento de contactos. Todos estos proyectos tienen una característica común que está muy lejos de lo que hemos visto hasta ahora en el mundo altamente comercializado de las tecnologías inteligentes. Su implementación requiere una cooperación cercana y basada en la confianza entre los gigantes tecnológicos por un lado y el estado y una amplia gama de comunidades sociales y profesionales por el otro. Una asociación público-privada de este tipo no tiene precedentes y, con el tiempo, puede conducir a una revisión completa del sistema de valores que hasta ahora ha definido la economía mundial.

Todavía es demasiado pronto para decir si la industria tecnológica cambiará el destino del mundo o solo utilizará las circunstancias actuales para mejorar su propia imagen.

Qubits en lugar de bits

La epidemia ofrece la oportunidad de ver el desempeño de la tecnología cuántica en las nuevas circunstancias caracterizadas por flujos caóticos de diversos tipos de datos. Antes de discutir ejemplos de cómo la situación actual está generando interés en Computación cuántica

Aplicar las propiedades de la física cuántica, como la superposición y el entrelazamiento, para procesar información.

“target =” _ blank “> computación cuántica, Me gustaría resumir brevemente cómo funcionan las computadoras cuánticas. Su unidad más pequeña de información es qubit. A diferencia de los bits clásicos que toman el valor de 0 o 1, los qubits pueden ser 0 y 1 simultáneamente. El estado que permite la operación con dos valores opuestos se llama “superposición”. Mientras que los bits clásicos funcionan de forma independiente, los qubits interactúan entre sí para formar interdependencias llamadas “entrelazamiento”. Estas características permiten operaciones complejas y un crecimiento exponencial en el número de estados: un qubit representa los dos estados de 0 y 1, dos qubits representan cuatro estados, tres qubits ocho estados, y así sucesivamente. Esta propiedad permite computadoras cuánticas para realizar tareas considerablemente más rápido que las computadoras que conocemos de nuestra vida diaria.

Cien millones de mundos

Usaré una analogía simple para describir las ventajas de la tecnología cuántica. Imagínese tener que encontrar una pieza de información escondida en uno de los cien millones de libros y tener solo decenas de segundos para hacerlo. Una computadora convencional estaría condenada al fracaso. Sin embargo, una máquina cuántica tendrá éxito actuando como si operara en cien millones de realidades alternativas en paralelo, examinando así cada libro simultáneamente. En vez de resolviendo el problema paso a paso como lo haría una computadora clásica, una computadora cuántica resolverá todo el problema en un barrido masivo.

Caos de datos inducido por una pandemia

Relacionemos esto con nuestro mundo asolado por una pandemia. Dentro del tiempo limitado que tenemos disponible, necesitamos rastrear el origen del virus, desarrollar modelos de propagación del virus, diseñar e implementar medidas de confinamiento, desarrollar nuevas versiones de vacunas, verificar la eficiencia de nuevas cadenas de suministro, evaluar la resiliencia de los sistemas de salud examinar el impacto económico de la pandemia y más. Como puede ver, estamos tratando con un volumen sin precedentes de datos diversos y necesitamos una simulación para producir conclusiones instantáneas. Solo la tecnología cuántica, al menos en teoría, ofrece la esperanza de completar tareas computacionales tan complejas en el tiempo requerido. Según Brian C. Britt de la Universidad de Alabama, los cálculos cuánticos se adaptan perfectamente para evaluar la propagación de un virus en redes. No importa si se trata de un video, un meme que se vuelve viral o un SARS-CoV-2 transmitido viralmente o cualquier otro tipo de datos, la tecnología cuántica proporciona los tipos de herramientas analíticas que pueden tener éxito en sus cálculos.

El despertar cuántico

La industria está mostrando un interés creciente en usar computadoras en la nueva realidad. En 2020, IDC publicó el resultados de una encuesta a 520 usuarios de TI y empresas de TI en todo el mundo, incluidos los usuarios de computadoras cuánticas. Más del 75% de los encuestados dijeron que sus organizaciones tenían un gran interés en la computación cuántica. El 52 por ciento planea llevar a cabo experimentos de computación cuántica durante los próximos 18 a 24 meses. Según los expertos, las computadoras cuánticas pueden ser útiles en la identificación temprana de problemas del tipo que enfrentamos actualmente. Podrían ayudar a realizar los análisis necesarios para ralentizar la transmisión del virus. También podrían ser útiles para crear nuevos modelos alternativos de cadena de suministro en un momento en que los existentes están experimentando un colapso.

Quanta en la nube

Ya se están tomando acciones concretas y están surgiendo aplicaciones específicas. Desde marzo, D-Wave Systems ha estado ofreciendo acceso gratuito a una Computación en la nube

La entrega de servicios informáticos alojados (como almacenamiento, potencia informática e inteligencia) a través de Internet (“la nube”) para ofrecer soluciones más rápidas, eficientes y flexibles. Los servicios de computación en la nube a menudo se dividen en tres categorías: infraestructura como servicio (IaaS), plataforma como servicio (PaaS) y software como servicio (SaaS).

“target =” _ blank “> computación en la nube servicio que se basa en hardware tanto clásico como cuántico. El servicio admite la resolución de problemas analíticos complejos con hasta 10,000 variables. Sus usuarios pueden crear simulaciones híbridas (clásicas cuánticas) para acelerar la resolución de problemas relacionados con Covid-19 en los campos de la farmacología y la epidemiología.

La farmacéutica quiere ir cuántica

El año pasado, BCG publicó un artículo fascinante sobre el impacto de las computadoras cuánticas en R

Un lenguaje de programación estadística y un entorno de software libre ampliamente utilizado por los científicos de datos.

“target =” _ blank “> R& D en la industria farmacéutica que muestra una serie de posibles aplicaciones de la tecnología cuántica en la investigación de nuevas sustancias medicinales. Citaré a sus autores para enumerar las principales promesas de la tecnología cuántica hechas a la industria farmacéutica:

Aplicar las propiedades de la física cuántica, como la superposición y el entrelazamiento, para procesar información.

“target =” _ blank “> Computación cuántica puede acelerar, mejorar la calidad y reducir los costos de los procesos de I + D ricos en datos.

  • Las computadoras cuánticas proporcionan herramientas poderosas para estudiar sistemas complejos como la fisiología humana y los impactos de las drogas en los sistemas biológicos y en los organismos vivos.
  • Las supercomputadoras cuánticas pueden facilitar el modelado de estructuras moleculares, el mapeo de las interacciones entre un fármaco y su objetivo y las simulaciones del metabolismo, la distribución y las interacciones del fármaco.
  • Las herramientas de detección virtual son más rápidas que los procesos químicos para la detección de grandes bibliotecas de compuestos. Son representaciones en 3D de moléculas derivadas de la mecánica cuántica que se utilizan para determinar la interacción entre los fármacos y sus objetivos.
  • Los autores del estudio enfatizan que, por más grandes que sean los beneficios de las tecnologías cuánticas, no pueden eclipsar el hecho de que todavía estamos plagados de altas tasas de error. Los qubits son inestables y susceptibles a influencias externas que interrumpen el funcionamiento de los sistemas cuánticos. Sin embargo, en los próximos años, un mejor hardware y los avances en tecnologías algorítmicas deberían ayudar a promover la tecnología cuántica como una herramienta útil que revolucionará la farmacología moderna e incluso los sistemas de atención médica.

    Quanta alterando las cadenas de suministro

    La pandemia ha provocado tremendas perturbaciones en los sistemas logísticos y las cadenas de suministro mundiales. ¿Podría la tecnología cuántica ayudar a restablecer el equilibrio? Definitivamente así. Las computadoras cuánticas pueden resultar útiles para manejar la caótica tarea de evaluar los recursos (que se aplica a todos los productos, y hoy en día especialmente a los medicamentos, máscaras y pruebas) e identificar las formas más efectivas de distribuirlos. La coordinación adecuada de actividades en poblaciones tan grandes como la de China es un bien escaso. Las computadoras cuánticas también pueden ser útiles para monitorear los mensajes que están inundando los medios de comunicación actuales, tanto tradicionales como sociales. Este seguimiento del idioma puede ser invaluable para monitorear nuevas crisis emergentes.

    ¿Qué podemos esperar?

    Hace décadas, el personal de los laboratorios de investigación que operaban computadoras de gran tamaño no podía haber imaginado eso, a principios del siglo XXI.S t siglo: un teléfono inteligente normal sería mil veces más potente que esas máquinas históricas. Hace menos de cien días, no podríamos haber imaginado calles vacías y fronteras selladas. Las inusuales circunstancias actuales bien podrían dar lugar a un gran avance en la computación cuántica. Antes de la epidemia, las personas con mentalidad realista pronosticaron que se necesitarían más de una docena de años para que apareciera un gran avance en este campo. Los problemas a los que nos enfrentamos pueden reducir significativamente el tiempo requerido. El mundo necesita un cambio positivo y esto definitivamente también se aplica al ámbito de la tecnología.

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    Trabajos citados:

    Biblioteca en línea de Wiley, Brian C. Britt, Ingeniería cuántica, Modelado de la difusión viral usando simulación de red computacional cuántica, Enlace, 2020.

    IDC, Meredith Whalen, Larry Carvalho, Philip Carnelley, IDC FutureScape: predicciones mundiales de la industria de TI 2020, introducción a la computación cuántica, Enlace, 2020.

    BCG, Frank Ruess, The Next Decade in Computación cuántica

    Aplicar las propiedades de la física cuántica, como la superposición y el entrelazamiento, para procesar información.

    “target =” _ blank “> Computación cuántica—Y cómo jugar, Enlace, 2020.

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