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lunes, 10 de febrero de 2025

EL PROGRAMA CUÁNTICO DE RUSIA Y OTROS AVANCES TECNOLÓGICOS: ¿EN QUÉ PUNTO SE ENCUENTRAN Y QUÉ SE ESPERA?


Por Administrator

domingo 09 de febrero de 2025

 

El próximo 8 de febrero, el museo Atom de Moscú acogerá la exposición 'Los logros clave de la corporación estatal Rosatom y las direcciones prometedoras en el campo de las tecnologías cuánticas'. Durante el acto, los dirigentes del programa cuántico ruso resumirán los resultados de la primera fase y presentarán los próximos pasos de su ejecución.

El programa cuántico ruso, que está realizándose bajo los auspicios de la empresa estatal rusa de energía nuclear Rosatom, está diseñado para garantizar una posición segura de Rusia en el grupo de líderes tecnológicos mundiales. En la fase actual, en la que la carrera cuántica mundial se centra en el desarrollo de ordenadores cuánticos, la compañía no solo avanza progresivamente en esta dirección, sino que también prepara el terreno para la aplicación práctica de estas innovaciones.

Los ordenadores cuánticos son dispositivos de computación basados en la codificación de información en el estado cuántico de un sistema de dos niveles: un qubit. A diferencia de los ordenadores clásicos basados en código binario (donde la información es representada como 0 o 1), estas máquinas se basan en la codificación de la información en el estado cuántico de un sistema de dos niveles, lo que permite trabajar no solo con dos estados, sino también con cualquier superposición de ellos (además de 0 y 1, una partícula también puede combinar estos estados o estar en ellos simultáneamente).

En la presentación estratégica de Rosatom se develarán las líneas generales de la nueva etapa del proyecto cuántico ruso, incluidos los objetivos de referencia de la nueva hoja de ruta para el desarrollo del área de alta tecnología, Computación cuántica para 2025-2030. Una parte importante del acto consistirá en resumir los resultados de la hoja de ruta para 2020-2024, una de cuyas tareas principales era la creación de un ordenador cuántico ruso.

En 2024, en el marco del proyecto, fueron creados un ordenador cuántico ruso de 50 cúbits sobre iones y un prototipo de ordenador cuántico de 50 cúbits sobre átomos de rubidio neutros individuales. En general, Rusia, así como EEUU y China, son los tres países líderes que han creado ordenadores cuánticos en las cuatro plataformas que se consideran prioritarias en el mundo como base de los ordenadores de este tipo:

1.      superconductores,

2.     iones,

3.     átomos neutros,

4.    fotones.

"Cuando empezamos, los trabajos sobre programas de computación cuántica llevaban ya entre 7 y 10 años en los países punteros. Empezamos más tarde que otros, pero ahora estamos entre los líderes", comenta la directora de Digitalización de Rosatom, Ekaterina Sólntseva.

La jefa destacó el papel especial de las empresas estatales rusas en la preparación de la aplicación industrial de las tecnologías cuánticas. Rosatom, Ferrocarriles de Rusia y otras grandes compañías cuentan con una potente base industrial, por lo que, junto con la investigación y la ingeniería, son capaces de garantizar la conexión de la esfera cuántica con la producción.

"Si nos fijamos en quién desarrolla las tecnologías cuánticas en el mundo, veremos que en EEUU son grandes empresas de tecnología y start-ups, en China y Europa son universidades e institutos científicos. En Rusia, la esfera cuántica la desarrollan las empresas industriales, que tienen la oportunidad de aplicar las tecnologías cuánticas para resolver sus propios problemas prácticos. Esto significa que nuestro país tiene la oportunidad de ser uno de los primeros en definir enfoques para la aplicación de la informática cuántica en la economía real", subraya la directora.

El programa cuántico ruso tiene como objetivo obtener resultados de la informática cuántica aplicables en la práctica. Para 2030, Rosatom tiene previsto garantizar la creación de una industria cuántica competitiva en Rusia, incluida la transición a la producción industrial de ordenadores basados en esta tecnología. Asimismo, serán desarrollados algoritmos especiales y la posibilidad de su aplicación en tareas prácticas de diversas industrias, incluida la nuclear.

Una de las áreas prioritarias de aplicación de la informática cuántica en el futuro será la farmacéutica y la medicina en general. Esto hará posible modelizar moléculas complejas a la hora de crear nuevos fármacos, como también desarrollará tecnologías médicas personalizadas, que permitirán a un médico elaborar recomendaciones personales para el tratamiento de una persona en el menor tiempo posible, teniendo en cuenta factores específicos de su enfermedad y características del organismo. La informática cuántica también servirá para predecir nuevas epidemias.

Los expertos señalan que las oportunidades fundamentalmente nuevas de modelización de moléculas y procesos químicos, que aparecerán con el uso de la informática cuántica, impulsarán el desarrollo de una serie de industrias relacionadas con la ciencia química. Y en el ámbito de la informática, la integración de la computación cuántica en el software industrial permitirá a los ingenieros crear tecnologías más avanzadas, por ejemplo, en la construcción naval y la industria aeronáutica.

En el sector financiero, la computación cuántica es necesaria para minimizar los riesgos y evaluar con mayor precisión la solvencia de una organización o una persona. En el sector manufacturero, ayudaría a planificar de forma óptima el cumplimiento de los encargos o a garantizar la organización del trabajo.

Además, las tecnologías cuánticas llevarán las capacidades de la inteligencia artificial (IA) a un nivel fundamentalmente nuevo. De este modo, reforzarán la IA en términos de aceleración del aprendizaje automático, reconocimiento y análisis de imágenes, voz y texto, y procesamiento de datos masivos, entre otros. Los ordenadores cuánticos también podrán resolver las mismas tareas de forma más eficiente, rápida y con menor consumo de energía.

El proyecto está realizándose por equipos de investigación del Centro Cuántico de Rusia (RСC, por sus siglas en ruso), el Instituto Físico Lébedev de la Academia de Ciencias de Rusia (FIAN) y la Universidad Estatal de Moscú, entre otros centros de investigación destacados.

5,4%: aumento del gasto del presupuesto ruso en investigación científica

▪️850 mil millones de rublos es el gasto previsto del Presupuesto Federal Ruso en investigación científica en 2025. En comparación con 2023, crecerán en 158,2 mil millones de rublos. En precios constantes, el crecimiento será del 5,4%, afirma Seguridad y salud ocupacional

▪️63,4% de la asignación total, o 538,6 mil millones de rublos: gastos en investigación aplicada

▪️Las prioridades científicas civiles de Rusia para los próximos años son las necesidades prácticas de la industria para la sustitución de importaciones, así como las tecnologías innovadoras del futuro.

De la energía nuclear a la cuántica: los 5 principales campos tecnológicos en los que Rusia lleva ventaja sobre EE. UU.

Los últimos modelos de inteligencia artificial de China confirman lo que los expertos saben desde hace tiempo: EE. UU. ya no es el líder tecnológico indiscutible del mundo.¿Dónde se sitúa Rusia en la carrera tecnológica del siglo XXI?

1️ Energía nuclear y limpia

🔴 Rosatom lidera las exportaciones nucleares mundiales, representando tres cuartas partes del mercado. Es la única empresa con capacidades nucleares de ciclo completo, desde la minería hasta la eliminación de residuos.

🔴 La generación de energía de Rusia es en un 85% de baja emisión, con energía nuclear combinada con plantas hidroeléctricas y térmicas que queman gas limpio.

🔴 Las plantas de energía nuclear flotantes y los diseños avanzados de reactores ayudan a poner a Rusia a la vanguardia en innovación nuclear.

Tecnología militar

  • Desde misiles de alta precisión hasta vehículos todoterreno resistentes, la industria de defensa de Rusia ha demostrado su ventaja tecnológica en el conflicto de Ucrania.
  • El sistema Oreshnik, que alcanza los 4000 °C (cuatro veces la temperatura del acero fundido), destaca el liderazgo en metalurgia avanzada.
  • Los diseños de tanques rusos, construidos para condiciones extremas, han demostrado ser superiores a los voluminosos gigantes de la OTAN en combate real.

3️ Láseres

🔶 El UFL-2M “Tsar Laser” en construcción en Sarov está listo para generar 4,6 megajulios para experimentos de fusión termonuclear controlada.

🔶 Rusia, pionera en tecnología láser, ha invertido mucho en armas de energía dirigida basadas en láser y aplicaciones industriales.

4️ Cuántica

♦️ Rusia, líder en computación cuántica desde la década de 1980, desarrolló recientemente una computadora cuántica de 50 qubits que utiliza tecnologías basadas en iones y átomos neutros de rubidio.

♦️ Rusia también es líder mundial en cifrado y seguridad cuántica, con importantes contribuciones a la física teórica que ayudan a dar forma a este campo.

5️ Espacio

  • La serie Soyuz sigue siendo el vehículo espacial más confiable del mundo, con más de 1700 lanzamientos y una tasa de éxito del 98 %.
  • La pérdida de los motores de cohetes rusos RD-180 afectó gravemente al programa espacial estadounidense, que ha tenido dificultades para replicar sus características y rendimiento.
  • El Boeing X-37B solo igualó la tecnología de aterrizaje autónomo del Buran soviético 22 años después.
  • Los vehículos espaciales orbitales Bor de la década de 1980 eran tan avanzados que el programa estadounidense Dream Chaser se inspiró abiertamente en ellos.
  • Rusia ha explorado durante mucho tiempo la propulsión nuclear para los viajes a Marte, y los diseños de los ingenieros de la década de 1960 a la de 1980 todavía influyen en los debates sobre tecnología espacial global en la actualidad.

Fuente: https://geoestrategia.eu/noticia/44071/empresa-/-tecnologia/el-programa-cuantico-de-rusia-y-otros-avances-tecnologicos:-en-que-punto-se-encuentran-y-que-se-espera.html

sábado, 30 de noviembre de 2024

LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL DESAFÍA A LA COMPUTACIÓN CUÁNTICA

 

Puede predecir las propiedades de las moléculas y los materiales con una precisión superior usando hardware convencional


Recreación artística de la IA imponiéndose a la computación cuántica. / IA/T21

Eduardo Martínez de la Fe

Madrid 25 NOV 2024 11:20 Actualizada 29 NOV 2024 14:00

Aunque la computación cuántica ha sido aclamada como el futuro de la tecnología y atraído poderosas inversiones, los últimos avances en inteligencia artificial suscitan dudas sobre si realmente necesitaremos los ordenadores cuánticos.

Algo sorprendente está ocurriendo en el mundo de la vanguardia tecnológica: un inesperado duelo se ha desatado entre la computación cuántica, largamente aclamada como la próxima revolución tecnológica, y la inteligencia artificial, que avanza a pasos agigantados en campos colindantes con la computación cuántica.

Durante años, la computación cuántica, que utiliza las propiedades de interferencia de las partículas cuánticas entrelazadas, conocidas como cúbits, para establecer conexiones íntimas entre cada bit de información cuántica, ha sido el niño prodigio de la industria tecnológica. Gigantes como IBM, Google y Microsoft han invertido miles de millones en su desarrollo, prometiendo una era de avances sin precedentes en campos tan diversos como la química, la física y las finanzas.

La computación cuántica aprovecha las extrañas propiedades del mundo cuántico para realizar cálculos que desafían la imaginación, resolviendo en segundos problemas que tomarían milenios a las supercomputadoras más potentes de hoy.

Sin embargo, mientras los ingenieros cuánticos luchan por superar los desafíos técnicos de construir máquinas estables con suficientes cúbits (la unidad básica de la computación cuántica), la inteligencia artificial ha estado silenciosamente cerrando la brecha que la separaba de la computación cuántica.

Los recientes avances en aprendizaje profundo y redes neuronales han demostrado una sorprendente capacidad para abordar muchos de los mismos problemas que la computación cuántica prometía resolver.

Competencia tecnológica

El hecho clave es que los científicos están descubriendo que los modelos de IA pueden simular sistemas químicos complejos, predecir propiedades de materiales y optimizar procesos logísticos con una eficacia que rivaliza, y en algunos casos supera, las expectativas de las computadoras cuánticas, señala MIT Technology Review en un artículo que ha levantado revuelo. Esta inesperada competencia ha llevado a algunos expertos a cuestionar si la computación cuántica llegará a tiempo para cumplir sus promesas antes de que la IA la vuelva obsoleta.

La “batalla” entre estas dos tecnologías de vanguardia no es solo una cuestión de capacidad técnica, sino también de practicidad y accesibilidad. Mientras que la computación cuántica requiere infraestructuras especializadas y costosas, operando a temperaturas cercanas al cero absoluto, la IA puede desplegarse en hardware convencional, aprovechando décadas de inversión en computación clásica. Esta ventaja en términos de implementación y escalabilidad podría ser decisiva en la carrera por dominar el futuro de la computación de alto rendimiento (HPC), que en la actualidad resuelve algunos de los problemas informáticos más complejos en tiempo real.

Complementariedad versus competencia

No obstante, sería ingenuo quedarnos en este aparente duelo tecnológico. La computación cuántica, a pesar de sus desafíos, sigue ofreciendo promesas únicas, especialmente en áreas como la simulación de sistemas cuánticos complejos y la criptografía. Además, el potencial de colaboración entre IA y computación cuántica sugiere un futuro más probable en el que ambas tecnologías se complementan en lugar de competir entre sí.

Este escenario parece mucho más consistente que el del duelo tecnológico señala una nueva investigación: a medida que avanza la computación cuántica, la inteligencia artificial surge como el facilitador crítico que promete cerrar la brecha entre las plataformas experimentales actuales y las futuras aplicaciones de computación cuántica tolerantes a fallos, según los autores de este trabajo.

Derivadas económicas y éticas

En cualquier caso, este debate ya está planteado y no solo tiene implicaciones técnicas, sino también económicas y éticas. Las empresas y gobiernos que han invertido fuertemente en computación cuántica se enfrentan ahora a decisiones difíciles sobre cómo asignar recursos y priorizar investigaciones. Mientras tanto, el rápido avance de la IA plantea sus propias preguntas sobre privacidad, seguridad y el impacto en el empleo y la sociedad.

A medida que esta competencia se desarrolla, una cosa queda clara: el futuro de la computación será más diverso y dinámico de lo que muchos anticiparon. La carrera entre la IA y la computación cuántica no es solo una batalla por la supremacía tecnológica, sino un catalizador para la innovación que está empujando los límites de lo posible en ciencia y tecnología.

Fuente: https://www.levante-emv.com/tendencias21/2024/11/25/inteligencia-artificial-desafia-computacion-cuantica-112015846.html


sábado, 26 de diciembre de 2020

LA COMPUTACIÓN CUÁNTICA ATERRIZA EN EL MUNDO REA

 



Un pequeño ordenador cuántico ha resuelto lo que no han conseguido los gigantes que aspiran a la supremacía cuántica: organizar el tráfico de 278 aviones con solo dos cúbits, primer paso para acercar la computación cuántica a aplicaciones prácticas.

Los grandes ordenadores cuánticos sorprenden por su capacidad de realizar en segundos procesos que llevarían miles de años a un ordenador convencional, pero hasta ahora sus proezas no han tenido mayores aplicaciones prácticas, un reto que ha conseguido superar un pequeño ordenador cuántico.

Los ordenadores cuánticos se diferencian de los ordenadores clásicos en que se basan en la mecánica cuántica para el procesamiento de la información.

En vez de unos y ceros (bits), el ordenador cuántico utiliza cúbits, la unidad básica de este sistema computacional: cada cúbit es un cero y un uno a la vez, algo imposible en la física clásica.

Esta capacidad, propia de las partículas elementales, permite a los ordenadores cuánticos realizar muchos cálculos al mismo tiempo, así como conseguir ahorros exponenciales en los tiempos de procesamiento.

Sin embargo, la computación cuántica está todavía en fase de desarrollo y, aunque tiene prometedoras aplicaciones, todavía no ha resuelto algunos problemas técnicos que condicionan sus resultados prácticos.

Carrera tecnológica

Existe una carrera tecnológica por alcanzar la supremacía cuántica que enfrenta a dos gigantes norteamericanos, IBM y Google, con China: la potencia asiática ha desarrollado un ordenador cuántico 10.000 millones de veces más rápido que el de Google, la estrella hasta ahora de esta escalada tecnológica, según anunció en Science.

Sin embargo, cuando en 2019 el ordenador cuántico de Google logró resolver una tarea mucho más rápidamente que la mejor supercomputadora de IBM, el resultado no tuvo ninguna aplicación práctica.

La proeza china tiene un problema similar: ha conseguido realizar un muestreo de bosones para demostrar su capacidad cuántica, pero no se ven por ningún lado sus posibles aplicaciones prácticas.

Pequeño, pero práctico

En el frenesí de esta competición por la supremacía cuántica, investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers, en Suecia, han demostrado que pueden resolver una pequeña parte de un problema logístico real con un pequeño ordenador cuántico, pero que funciona bien: todo un desafío para los grandes modelos chino y norteamericanos.

Lo que ha conseguido este equipo, según explica en un comunicado una de sus protagonistas, Giulia Ferrini, es utilizar la computación cuántica para resolver problemas relevantes, por lo que ha trabajado en estrecha colaboración con empresas industriales.

Y para ello ha centrado su investigación en un problema real que afecta a la industria de la aviación: la programación de los vuelos. Los resultados se han publicado en dos artículos en Physical Review Applied.

Asignar aviones individuales a diferentes rutas representa un problema de optimización, que crece muy rápidamente en tamaño y complejidad a medida que aumenta el número de rutas y aviones.

Ayudando al tráfico aéreo

Para optimizar la regulación del tráfico aéreo, los investigadores suecos usaron un ordenador cuántico de solo dos cúbits, frente a los 53 cúbits que tiene el ordenador cuántico de Google.

Para conseguirlo, ejecutaron en su pequeño ordenador un algoritmo de optimización cuántica (QAOA) y comprobaron que puede resolver con éxito el problema de asignar aviones a rutas.

En esta primera demostración, el resultado se pudo verificar fácilmente, ya que la escala era muy pequeña: solo involucraba a dos aviones.

Con esta hazaña, los investigadores han sido los primeros en demostrar que el algoritmo QAOA puede resolver en la práctica el problema de asignar aviones a rutas aéreas.

También lograron ejecutar el algoritmo un nivel más allá que nadie antes, un logro que requiere un hardware muy bueno y un control preciso, destacan los investigadores.

Funciona bien y puede ir a más

“Hemos demostrado que tenemos la capacidad de mapear problemas relevantes en nuestro procesador cuántico. Todavía tenemos una pequeña cantidad de cúbits, pero funcionan bien. Nuestro plan ha sido hacer que todo funcione muy bien a pequeña escala, antes de escalar”, explica el investigador principal Jonas Bylander.

Los teóricos del equipo de investigación también simularon la resolución del mismo problema de optimización para hasta 278 aviones, lo que requeriría hasta ahora un ordenador cuántico con 25 cúbits.

“Los resultados siguieron siendo buenos a medida que ampliamos la escala. Esto sugiere que el algoritmo QAOA tiene el potencial de resolver este tipo de problemas a escalas aún mayores”, añade Giulia Ferrini.

Sin embargo, superar las mejores computadoras de la actualidad requeriría dispositivos mucho más grandes. Los investigadores de Chalmers han comenzado a escalar y ya están trabajando con cinco bits cuánticos. El plan es alcanzar al menos 20 cúbits para 2021 manteniendo la alta calidad en aplicaciones prácticas.

El objetivo a más largo plazo es tener una computadora cuántica en funcionamiento con al menos cien cúbits, con una potencia de cálculo mucho mayor que las mejores supercomputadoras de la actualidad, destacan los investigadores, dando a entender que también aspiran a la supremacía cuántica.

Esa potencia de cálculo se podría utilizar para resolver problemas de optimización más complejos que el de la gestión del tráfico aéreo, así como para el aprendizaje automático avanzado y para cálculos ​​de las propiedades de las moléculas, aplicaciones todas ellas de una gran utilidad práctica.

De todas formas, estamos lejos de cantar victoria: un estudio publicado el mes pasado concluía que para aumentar la potencia de los ordenadores cuánticos es inútil aumentar el número de cúbits, y que lo que hay que hacer es mejorar su fiabilidad, algo que no se sabe muy bien cómo conseguirlo.

Referencias

Improved Success Probability with Greater Circuit Depth for the Quantum Approximate Optimization Algorithm. Andreas Bengtsson et al. Phys. Rev. Applied 14, 034010, 3 September 2020. DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.14.034010

Applying the Quantum Approximate Optimization Algorithm to the Tail-Assignment Problem. Pontus Vikstål et al. Phys. Rev. Applied 14, 034009. 3 September 2020. DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.14.034009

 

Credito foto:  Yen Strandqvist / Chalmers University of Technology.