Las computadoras cuánticas, a pesar de su potencial revolucionario, no pueden funcionar eficazmente sin el apoyo de sistemas informáticos clásicos convencionales. Hallazgos recientes de la conferencia AQC25 en Boston revelan que las computadoras clásicas son esenciales no solo para controlar e interpretar los cálculos cuánticos sino también para avanzar en el desarrollo mismo del hardware cuántico. Esta dependencia pone de relieve una realidad crítica: el futuro de la computación cuántica está indisolublemente ligado al progreso continuo de la computación tradicional.
La fragilidad de los Qubits y la necesidad de control
Las computadoras cuánticas funcionan utilizando qubits: bits cuánticos que existen en una superposición de estados, lo que permite cálculos exponencialmente más rápidos para ciertos problemas. Sin embargo, los qubits son increíblemente sensibles al ruido ambiental, lo que los hace propensos a errores. Mantener la estabilidad de los qubits requiere calibración, monitoreo y control precisos, todo lo cual se logra actualmente mediante tecnologías informáticas clásicas. Sin estos sistemas clásicos, los cálculos cuánticos se vuelven poco confiables e ineficientes.
La informática clásica como cuello de botella en el rendimiento
Los expertos de AQC25, incluido el científico de Nvidia Shane Caldwell, enfatizan que una computadora cuántica tolerante a fallas capaz de resolver problemas del mundo real requerirá una infraestructura informática clásica a petaescala, la escala de las supercomputadoras más poderosas del mundo. Incluso cuando una computadora cuántica funciona de manera eficiente, su salida debe descodificarse desde propiedades cuánticas a formatos tradicionales, un proceso que a su vez depende de dispositivos clásicos. Pooya Ronagh de 1Qbit señaló que la velocidad de los futuros cálculos cuánticos estará limitada por la velocidad de los controladores y decodificadores clásicos.
Aprovechamiento de técnicas clásicas para mejoras cuánticas
Los investigadores están aplicando activamente métodos clásicos para mejorar el rendimiento cuántico. Benjamin Lienhard, del Instituto Walther-Meissner, demostró cómo los algoritmos de aprendizaje automático pueden mejorar la eficiencia de lectura de los qubits superconductores. De manera similar, Mark Saffman de la Universidad de Wisconsin-Madison está utilizando redes neuronales clásicas para perfeccionar la lectura de qubits para sistemas basados en átomos fríos. Esta integración subraya el hecho de que la computación clásica no es solo una herramienta de apoyo, sino un impulsor activo del progreso cuántico.
El papel de la informática clásica en el desarrollo de hardware cuántico
Blake Johnson, de IBM, presentó los decodificadores clásicos avanzados que se están desarrollando para su supercomputadora cuántica planificada para 2029. El esquema de corrección de errores no tradicional de la compañía depende en gran medida de una decodificación eficiente. El director ejecutivo de Quantum Machines, Yonathan Cohen, explicó que una integración más estrecha de la computación clásica con las unidades de procesamiento cuántico (QPU) superará los límites del rendimiento del sistema integrado. Incluso se están desarrollando modelos virtuales de computadoras cuánticas (gemelos digitales) utilizando IA, como lo demostró Izhar Medalsy en Quantum Elements, para optimizar el diseño de hardware.
Colaboración entre expertos cuánticos y clásicos
La Quantum Scaling Alliance, codirigida por el premio Nobel John Martinis, ejemplifica la necesidad de colaboración entre expertos cuánticos y clásicos. La alianza reúne a constructores de qubits, empresas de informática clásica como Hewlett Packard Enterprise y especialistas en simulación de materiales como Synopsys.
El mensaje de la conferencia AQC25 es claro: el avance de la computación cuántica depende de una base sólida en la computación clásica. Los expertos que han dedicado sus carreras a los sistemas tradicionales ahora son fundamentales para hacer viable la tecnología cuántica.
