Cloud Computing

Los estudiantes españoles ya están conociendo la computación cuántica de primera mano

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Juan Manuel Orduña - ETSE-UV - Computación Cuántica

Juan Manuel Orduña
Profesor de Informática de la ETSE-UV

En la Escola Técnica Superior d’Enginyeria de la Universitat de Valéncia (ETSE-UV) estamos impartiendo, en colaboración con IBM, el curso »Introducción a la Computación Cuántica con IBM Q Experience», una iniciativa pionera en España. El curso está siendo coordinado por Francisco Gálvez, especialista de IBM España, que instruye a los alumnos en el uso de las herramientas para la creación de programas que se ejecuten sobre los procesadores cuánticos de IBM.

El curso consiste en 10 horas presenciales que se imparten en la ETSE a lo largo del mes de diciembre y los estudiantes deben dedicar además un total de 12 horas no presenciales de esfuerzo adicional. Un aspecto esencial es que los alumnos tienen acceso práctico al computador de 16 qubits. El curso ha tenido muy buena acogida por parte de los alumnos del área de ciencias, ingeniería e informática, generando una demanda que ha triplicado las plazas ofertadas. Además también asisten algunos profesores de la escuela técnica superior de ingeniería que tienen interés por conocer los fundamentos técnicos de esta nueva área de la computación.

Según un alumno del curso, «es una ventana a una forma completamente distinta de entender la computación. Al principio cuesta cambiar la mentalidad, pero me parece apasionante por las posibilidades que ofrece…»

La escuela de ingeniería de la Universidad de Valencia, tiene una sólida base en física, puesto que muchos de sus profesores proceden de la antigua especialidad de informática/electrónica de la facultad de física, y han adoptado este iniciativa con gran interés. IBM y la ETSE han trabajando conjuntamente en el diseño del curso, la selección de temas y los ejercicios. El resultado ha sido un temario que incluye los conceptos de computación cuántica que debe conocer un ingeniero y también los elementos de física y matemáticas necesarios para proporcionar al alumno un visión estrictamente técnica de este campo.

Durante el curso, Francisco Gálvez, especialista de IBM expone los conceptos básicos de la computación cuántica e instruye a los alumnos en el uso de las herramientas para la creación de programas que se ejecutan sobre los procesadores cuánticos de IBM. Además de los conceptos propios de la computación cuántica,  el curso también tiene una carga matemática y física relevante, que es necesaria para absorber de forma eficiente todos los conceptos expuestos.

Otro alumno nos comenta: «Me resulta sorprendente como se puede crear de forma tan directa un circuito cuántico que reproduce el curioso fenómeno del entrelazamiento. Este es un efecto totalmente cuántico que tiene lugar en las partículas atómicas, sin embargo aqui lo podemos modelar con un programa cuántico».

«IBM Q Experience» es la iniciativa de computación cuántica de IBM para la utilización de los procesadores cuánticos de 5 y 16 qubtis en el cloud de forma pública, y está teniendo una amplia acogida a nivel mundial. La diferencia que hace especial a la tecnología cuántica, y por lo que tiene un potencial tan inmensamente grande, es que sus bits trabajan también con la superposición de ambos estados: encendido y apagado. Esto pasa porque el proceso no ocurre mecánicamente, sino gracias a las normas de la física cuántica. Al aplicar la »lógica» cuántica al mundo de la informática, se consiguen resolver problemas a toda velocidad, paralelamente y con multitud de resultados para cada variable.

Los bits de la computación cuántica se llaman qubits. Igual que un bit, un qubit representa una unidad básica de información, pero una unidad de información cuántica, que se rige por las normas de la física cuántica y por ello el qubit puede ser 0 o 1, o algo entre estos. De hecho, puede ser 1 y 0, paralelamente. Gracias a la superposición, esta nueva computación puede resolver problemas que ni toda la memoria de computación convencional podría solucionar a día de hoy.

La computación cuántica se perfila como un nuevo paradigma de computación en el que habrá que utilizar nuevas técnicas de programación y construir desde cero todo el edificio algorítmico. En ese sentido, el curso que se está impartiendo en la ETSE-UV es una iniciativa proactiva en la capacitación estratégica de investigadores y estudiantes en una tecnología que puede revolucionar la informática conocida hasta el momento.

Aunque algunos grupos de investigación ya están utilizando la »IBM Q Experience» en sus trabajos, el curso de la ETSE-UV es el primero en el que IBM colabora con una universidad en España para difundir esta iniciativa e instruir a los estudiantes de ingeniería en el uso de sus procesadores cuánticos.

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