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Lenguajes de Programación para Computación Cuántica

Lenguajes de Programación para Computación Cuántica
Network Monitor

La Mecánica Cuántica es una ciencia que ha demostrado convertir la ficción en leyes físicas. Su implementación en la llamada Computación Cuántica ha sido todo un desafío y aún necesita años para madurar como tecnología y salir libremente al mercado.

La potencia de cálculo con que ya cuentan las computadoras cuánticas solo es un asomo del potencial que tienen. Este principio de procesamiento de datos no está atado a limitaciones físicas como es el caso de los procesadores actuales que ya están llegando al final de su línea de mejora.

Es inevitable un salto de tecnologías y cuando empiece, muchos no podrán entenderla como ha pasado siempre en la historia de los descubrimientos. La cuestión es que ya tenemos la oportunidad de adecuarnos he incluso empezar a trabajar basados en esta nueva tecnología. Migrar de manera pasiva al futuro es una idea muy inteligente.

Actualmente se utilizan lenguajes de programación clásicos para tratar con la programación cuántica como por ejemplo, Matlab, Fortran y C. Estos lenguajes cubren la necesidad existente para interactuar con estas máquinas pero no son capaces de aprovechar las capacidades que sí tendría un lenguaje nativo para este tipo de lógica.

Lenguajes de Programación para Computación Cuántica, el cambio de Paradigma

El cambio de un paradigma de programación es encontrar la lógica dentro de un comportamiento muy diferente. La información de manera digital en procesadores actuales se interpreta con lógica binaria y es muy simple, 1 o 0. Es este dúo de valores el que permite millones de cálculos basados en enormes cadenas de estos dígitos y representando el comportamiento eléctrico del componente más básico de un microprocesador, el transistor.

Las compuertas lógicas permiten o no el flujo de la corriente y de esta manera generan dos estados que se interpretan por el microprocesador como estos dos valores binarios en un bit, es el comportamiento de la circulación o no de los electrones. Cuando se establece una lógica para el comportamiento de los qubit que son la unidad base en la computación cuántica, el análisis de estos valores es muy variable, no es definitivo casi nunca como en la lógica moderna. Un resultado de 1 puede ser solo en un 60 por ciento este valor y un 40 por ciento 0, se comporta como una esfera de Bloch. Otro aspecto curioso de la computación cuántica es que al medir un qubit afectamos su estado de manera irreparable, lo que quiere decir que nos encontramos ante un paradigma muy diferente desde su base.

Los algoritmos que tratan con esta nueva forma de procesar la información tienen que ser radicalmente diferentes a bajo nivel pero familiares y más increíbles de lo que estamos acostumbrados a su nivel más alto.

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IBM Quantum Machine
IBM Quantum Machine

Algunos profesionales han desarrollado métodos para simular la computación cuántica en una computadora de escritorio.

Muchas de las empresas de tecnología más grandes del mundo ofrecen servicios cuánticos. Cuando se combinan con computadoras y sistemas de escritorio, estos servicios cuánticos crean un entorno en el que el procesamiento cuántico, con las computadoras de escritorio, resuelve problemas complejos.

  • IBM ofrece el entorno IBM Q con acceso a varias computadoras cuánticas reales y simulaciones que puede utilizar a través de la nube.
  • Alibaba Cloud ofrece una plataforma en la nube de computación cuántica en la que puede ejecutar y probar códigos cuánticos personalizados.
  • Microsoft ofrece un kit de desarrollo cuántico que incluye el lenguaje de programación Q #, simuladores cuánticos y bibliotecas de desarrollo de código listo para usar.
  • Rigetti tiene una primera plataforma en la nube cuántica que actualmente se encuentra en versión beta. Su plataforma está preconfigurada con su Forest SDK.

¿Cuáles son los Lenguajes de Programación para Computación Cuántica?

Los algoritmos cuánticos analizan los datos y ofrecen simulaciones basadas en los datos. Estos algoritmos están escritos en un lenguaje de programación centrado en el comportamiento de la mecánica cuántica. Los investigadores y las empresas de tecnología han desarrollado varios de estos lenguajes para aprovechar la computadoras que ya trabajan bajo este principio.

Estos son algunos de los lenguajes de programación de computación cuántica:

  • QISKit : el kit de software de información cuántica de IBM es una biblioteca de pila completa para escribir, simular y ejecutar programas cuánticos.
  • Q # : El lenguaje de programación incluido en el Kit de desarrollo de Microsoft Quantum. El kit de desarrollo incluye un simulador cuántico y bibliotecas de algoritmos.
  • Cirq : un lenguaje cuántico desarrollado por Google que usa una biblioteca de Python para escribir circuitos y ejecutar estos circuitos en computadoras cuánticas y simuladores.
  • Bosque : un entorno de desarrollo creado por Rigetti Computing que escribe y ejecuta programas cuánticos.
  • Silq : el primer lenguaje de programación desarrollado por la empresa ETH que puede usarse en computadoras cuánticas de forma tan simple, confiable y segura como en computadoras clásicas.

Ahora es el momento

Con plataformas gratuitas como la de IBM llamada IBM Quantum Experience tenemos la oportunidad de adentrarnos en serio en lo que sería el futuro cercano de la computación e incluso aportar un grano de arena al desarrollo de esta tecnología tan revolucionaria.

El futuro es de quienes salen a dar la cara por él y no de los que esperan su encuentro. Pronto seremos programadores cuánticos.


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