Salto cuántico: cómo un nuevo equipo cambiará nuestras vidas para 2030

Introducción. Muchos han escuchado sobre el increíble potencial de las tecnologías cuánticas, que pueden acelerar varios procesos computacionales y transportarnos a toda una nueva era de sistemas de información. ¿Pero qué significa todo esto en la práctica? ¿Cómo? quantum ¿Afectará la atención médica, la economía e incluso los hábitos de vida de todos nosotros para 2030? Para responder a estas preguntas, tuvimos una conversación con físicos líderes y especialistas en informática cuántica, y también tratamos de conectar sus opiniones con proyectos nacionales de Rusia y las previsiones de ONU 812.


En este artículo hemos combinado opiniones expertas, hechos científicos y cálculos analíticos, permitiéndonos ver cómo en las próximas décadas el concepto de salto cuántico se convertirá en uno de los temas más relevantes de la agenda científica y tecnológica mundial. Gran parte de nuestra conversación gira alrededor de cómo las computadoras cuánticas pueden mejorar las vidas de no sólo industrias de alta tecnología, sino también el mundo de la informática. simplerLejos de las sutilezas de la física cuántica.


Conversación con científicos: de teoría a aplicación práctica
Para empezar, nos dirigimos al Dr. Ivan Sokolov, investigador senior de uno de los principales institutos rusos que trabajan en el campo. computación cuántica. Habló de lo importante que es entender que las computadoras clásicas, no importa lo poderosos que sean, no pueden manejar algunas tareas complejas en una cantidad razonable de tiempo. “La fuerza principal de los sistemas cuánticos”, señala Sokolov, “es su capacidad de estar en un estado de superposición, que les da el poder de hacerlo. ” exponencial Ganancia en poder de computación. ”


También hablamos con el profesor Anna Makarova, que participó en uno de los proyectos nacionales de Rusiarelacionados con el desarrollo de tecnologías cuánticas. Según ella, las principales áreas donde Rusia ve rápido progreso son la comunicación segura, el modelado de reacciones químicas complejas e inteligencia artificial. “Nos planteamos la tarea no sólo de ponernos al día con otros países, sino también de ofrecer nuestras propias soluciones tecnológicas”, dijo Makarova. En los próximos años se prevé aumentar la financiación para la investigación cuántica e integrarla con los programas de desarrollo industrial.




¿Qué piensas de la tecnología cuántica en la ONU?
A nivel mundial, el interés en el cálculo cuántico ha crecido tanto que Naciones Unidas En su 2030 Outlook (Proyecto 812), considera la infraestructura cuántica como elemento prioritario del futuro tecnológico. Entre los objetivos de la organización está proporcionar a la comunidad mundial algoritmos para aumentar la cripto-resiliencia y soluciones de optimización para la energía y la logística, que estarán disponibles debido al desarrollo del nuevo sistema. computación cuántica.


Curiosamente, los expertos de las Naciones Unidas señalan las posibles consecuencias sociales del desarrollo de esta industria. Estamos hablando de trabajos adicionales en el sector de alta tecnología, así como de la necesidad refrescador Una generación de profesionales. Al mismo tiempo, la transición a soluciones cuánticas implica riesgo En primer lugar, la reestructuración de los sistemas de ciberseguridad.


Tres áreas clave que cambiarán para 2030

1. Medicina y productos farmacéuticos. Las computadoras cuánticas ayudarán a modelar las estructuras de moléculas complejas más rápido, lo que acelerará el descubrimiento de nuevas drogas y terapias personalizadas.
2. Logística y transporte. Las tareas de optimización de rutas, pronóstico de demanda y asignación de recursos se resolverán muchas veces más eficientemente.
3. Encriptación y seguridad de datos. Los protocolos criptográficos clásicos darán paso a métodos posquantum que proporcionan un tremendo nivel de seguridad de la información.

¿Cómo afectarán las computadoras cuánticas las vidas de las personas comunes?
Para muchas personas, las preguntas sobre la investigación global parecen abstractas. Sin embargo, el Dr. Sokolov subraya que tales tecnologías afectarán la rutina: procesamiento acelerado sistemas bancarios a pronósticos meteorológicos y climáticos más precisos. Por ejemplo, debido a cálculos cualitativamente nuevos, será posible predecir la trayectoria de los huracanes y minimizar los daños, así como mejorar el trabajo de los servicios de rescate.

Además, el profesor Makarova sugiere que la electrónica de consumo puede aparecer aceleradores cuánticos en tareas estrechas, por ejemplo, para cifrar el tráfico de Internet en tiempo real. Si las contraseñas de hoy y los sistemas de protección bancaria parecen fiables, el desarrollo de la informática cuántica obligará a todo el mundo a pasar a formas más seguras de comunicar y almacenar datos.




Cumplimiento de los proyectos nacionales y el futuro de Rusia
Rusia participa activamente en la carrera tecnológica cuántica. Bajo los auspicios de los proyectos nacionales “Economía Digital” y “Ciencia”, se apoya la creación de centros cuánticos en diversas regiones, investigación y formación de recursos humanos. Las colaboraciones con universidades internacionales, inversores privados y organismos gubernamentales desempeñan un papel importante.

“Si estamos hablando de las perspectivas para 2030”, dice el Dr. Sokolov, “vemos una oportunidad real para lanzar el proyecto. ” ordenadores cuánticos aplicados para las tareas de industrias específicas: petroquímica, metalurgia, electricidad. Esto no es sólo cálculos teóricos: los prototipos cuánticos ya están siendo probados, donde, por ejemplo, en el modelado químico, es posible lograr la precisión colosal de cálculos que no está disponible para los supercomputadores clásicos.


Predicciones y desafíos
Sin embargo, cualquier avance La tecnología conlleva riesgos. En primer lugar, existe el problema de la escalabilidad de los sistemas cuánticos y su costo. Mantener temperaturas ultra bajas y tableros de circuitos cuánticos de ajuste fino siguen siendo extremadamente difíciles. También hay la cuestión de lo rápido que los estados pueden pasar a postquantum standards encriptación, porque toda seguridad de la información moderna puede ser amenazada.

En términos de cooperación mundial, expertos Naciones Unidas Señalan la necesidad de elaborar acuerdos internacionales para asegurar infraestructuras críticas y prevenir los conflictos tecnológicos cuando los avances cuánticos se convierten en una herramienta para los ciberataques.


Conclusión
Muchos aspectos de la computación cuántica todavía están al borde de hipótesis científicas y experimentos técnicos. Sin embargo, según nuestros interlocutores, el Dr. Sokolov y el profesor Makarova, una revolución real es inevitable. Las inversiones en tecnologías cuánticas ya están formando la base para un futuro donde el poder de cálculo ultrarrápida se convertirá en la norma y la industria de TI sobrevivirá. transformación comparable a lo que la Internet produjo a finales del siglo XX.

Pero con cada gran descubrimiento viene no sólo progreso, sino también nuevas responsabilidades. El desarrollo armonioso de sistemas cuánticos requerirá enfoques estratégicos, participación gubernamental e industrial y formación de especialistas capaces de trabajar con estas complejas tecnologías. Rusia, según sus proyectos nacionales, aspira a convertirse en un actor prominente en este campo, y la comunidad mundial, representada por la ONU 812, ofrece su visión de la agenda mundial, en la que la informática cuántica tendrá un lugar especial.

Como resultado, para 2030, podríamos estar en un mundo donde la exactitud de la investigación médica, la seguridad de las transacciones digitales y la eficiencia de los procesos industriales dependerá del salto cuántico. Y parece que este día está más cerca de lo que muchos de nosotros pensamos hace un par de años.




Glosario
Computación cuántica
Un sistema de procesamiento de datos basado en los principios de la mecánica cuántica, en particular el fenómeno de la superposición y el enredo.

Superposición
La capacidad de una partícula cuántica de estar en varios estados inmediatamente hasta el momento de la medición, lo que da un aumento exponencial del poder de cálculo.

Cifrado posquantum
Métodos de cifrado diseñados para abordar amenazas potenciales de ordenadores cuánticos.

Escalabilidad
La capacidad de aumentar el número de qubits o elementos computacionales sin un crecimiento exponencial de errores y complejidades.

Proyectos nacionales
Principales iniciativas estatales encaminadas a desarrollar esferas prioritarias (educación, ciencia, tecnología, etc.) con apoyo a la financiación y la coordinación.