La informática ha recorrido un camino increíblemente largo en las últimas décadas. Estamos en medio de una revolución tecnológica, con máquinas cada vez más avanzadas cada año. Dos inventos particularmente avanzados, la supercomputadora y la computadora cuántica, tienen muchas aplicaciones y potencial. Pero, ¿cuál es la diferencia entre una supercomputadora y una computadora cuántica, y cuál es mejor?
¿Qué es una supercomputadora?
Las supercomputadoras son sistemas enormes. que puede abarcar habitaciones enteras en tamaño. Estas máquinas no se parecen en nada a la típica PC de escritorio o portátil. Más bien, las supercomputadoras consisten en grandes grupos de procesadores, todos trabajando juntos para lograr un objetivo particular.
Las supercomputadoras surgieron por primera vez en la década de 1960, con la creación de la CDC (Control Data Corporation) 6600. Esta se considera la primera supercomputadora jamás construida y era alrededor de diez veces más poderosa que las computadoras estándar en ese momento. Pero las cosas han recorrido un largo camino desde entonces.
Las supercomputadoras de hoy son extremadamente poderosas, por decir lo menos. Pero claro, todo esto es relativo. El CDC 6600 fue un fenómeno en la informática, pero hoy en día no se consideraría nada especial. Después de todo, solo tomó media década para ser eclipsado por el CDC 7600. Por lo tanto, tenga esto en cuenta al considerar el poder de las supercomputadoras en la actualidad.
Al igual que su propia PC, las supercomputadoras pueden procesar y almacenar datos, pero van mucho más allá. Estas máquinas pueden realizar cálculos y simulaciones increíblemente complejos que los humanos o las computadoras que todos usamos en nuestra vida diaria nunca podrían lograr. También pueden llevar a cabo rápidamente procesos que una computadora normal puede tardar meses o años en completar.
Por ejemplo, una supercomputadora moderna podría predecir el resultado de una explosión nuclear, producir modelos altamente complejos del cerebro e incluso realizar simulaciones de los orígenes del universo. Las capacidades de estas máquinas son algo alucinantes y han demostrado ser útiles en una variedad de industrias diferentes.
Pero, en esencia, las supercomputadoras tienen los mismos aspectos básicos que las computadoras normales. La diferencia es que estas computadoras son enormes y consisten en miles o cientos de miles de CPU (unidades centrales de procesamiento)y, por lo tanto, albergan una potencia de procesamiento mucho mayor que la de su PC estándar. La computadora que usa a diario probablemente tenga un puñado de núcleos de CPU, y algunas solo tienen uno. Entonces, imagine lo que podría lograrse si su poder aumentara muchas, muchas veces.
Las supercomputadoras son fascinantes pero increíblemente costosas de construir y mantener. Se pueden invertir millones de dólares en una sola supercomputadora y se requieren enormes cantidades de energía eléctrica para mantenerlas en funcionamiento.
E incluso estas máquinas altamente avanzadas tienen sus limitaciones. En particular, las habilidades de las supercomputadoras están limitadas a su tamaño. Las supercomputadoras de hoy ya son enormes y cuestan mucho dinero para operar. Entonces, cuanto más grande se vuelve una supercomputadora, más cara se vuelve.
Además de esto, las supercomputadoras generan enormes cantidades de calor que deben eliminarse para evitar el sobrecalentamiento. Con todo, el uso de supercomputadoras es un proceso muy costoso y exhaustivo. Además, hay algunos problemas que las supercomputadoras no pueden resolver simplemente porque son demasiado complejas.
Sin embargo, un jugador relativamente nuevo en el juego de la computación podría albergar la capacidad de superar a las supercomputadoras y lograr lo que ellas no pueden: las computadoras cuánticas.
¿Qué es una computadora cuántica?
El concepto de computación cuántica surgió por primera vez en la década de 1980. Durante este tiempo, pioneros como Richard Benioff, Richard Feynman y Yuri Manin contribuyeron al desarrollo de la teoría de la computación cuántica. Pero en este momento, la computación cuántica era solo una idea y nunca se había aplicado en un entorno del mundo real.
Dieciocho años después, en 1998, Isaac Chuang, Neil Gershenfeld y Mark Kubinec crearon la primera computadora cuántica. La velocidad de procesamiento de esta computadora es rudimentaria en comparación con las computadoras cuánticas más avanzadas de la actualidad, pero el desarrollo de esta máquina, la primera de su tipo, fue nada menos que revolucionario.
Como puede ver en la imagen de arriba, las computadoras cuánticas no se parecen en nada a las computadoras típicas. Esto se debe a que operan de maneras drásticamente diferentes. Mientras que las computadoras y las supercomputadoras usan código binario para almacenar información, las computadoras cuánticas usan pequeñas unidades conocidas como qubits (o bits cuánticos).
Los qubits son inimaginablemente pequeños. Están hechos de sistemas cuánticos aún más pequeños, como protones y electrones, los componentes fundamentales de los átomos. Lo bueno de los qubits es que pueden existir en varios estados a la vez. Analicemos esto.
Código binario es solo eso, binario. Esto significa que los bits solo pueden existir como un cero o un uno, lo que puede ser limitante a la hora de realizar procesos avanzados. Por otro lado, los Qubits pueden existir simultáneamente en múltiples estados, lo que se conoce como superposición cuántica. Los qubits también pueden lograr el entrelazamiento cuántico, en el que pares de qubits se unen.
Usando la superposición cuántica, las computadoras cuánticas pueden considerar múltiples configuraciones de cúbits a la vez, lo que facilita mucho la resolución de problemas altamente complejos. Y, a través del entrelazamiento cuántico, dos qubits pueden existir en el mismo estado y afectarse entre sí de manera matemáticamente predecible. Esto contribuye a la capacidad de procesamiento de las computadoras cuánticas.
En general, la capacidad de considerar múltiples estados simultáneamente le da a las computadoras cuánticas la potencial para resolver cálculos extremadamente complejos y ejecutar simulaciones altamente avanzadas.
Varias empresas están trabajando actualmente en el desarrollo de computadoras cuánticas, incluidas IBM y Google. Por ejemplo, según Científico nuevo, en 2019, Google afirmó que su computadora cuántica, Sycamore, superó a una supercomputadora en sus capacidades. Google afirmó que, en 200 segundos, Sycamore podría resolver un cálculo que una supercomputadora tardaría 10.000 años en completar.
Pero solo dos años después, de nuevo, según Científico nuevo, se desarrolló en China un algoritmo no cuántico que hizo posible que las computadoras normales resolvieran el mismo problema en solo unas pocas horas, lo que significa que una supercomputadora seguramente sería capaz de resolverlo, también.
Entonces, hay un gran "si" que se cierne sobre todo el campo de la computación cuántica. Esta tecnología aún se encuentra en sus primeras etapas y tiene un largo camino por recorrer antes de que se pueda confiar en ella como una alternativa a las supercomputadoras.
Las computadoras cuánticas son increíblemente difíciles de construir y programar y aún tienen altas tasas de error. Además de esto, el poder de procesamiento actual de las computadoras cuánticas las hace totalmente inadecuadas para las aplicaciones típicas. Como resultado, hay muchos dolores de crecimiento por los que debe pasar la computación cuántica antes de convertirse en una tecnología confiable y ampliamente utilizada.
Las supercomputadoras son la opción por ahora
Si bien las computadoras cuánticas tienen el potencial de superar ampliamente a las supercomputadoras, esto sigue siendo en gran medida hipotético. Un día, podemos ver el avance de la computación cuántica hasta el punto en que las supercomputadoras ya no sean necesarias. No se puede negar que ya se han hecho grandes avances en este campo. Pero por ahora, las computadoras cuánticas aún se encuentran en sus primeras etapas, y pueden pasar décadas antes de que se conviertan en la corriente principal.