Dentro de la tecnología cuántica

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La biocomputación y la computación cuántica tienen mucho más en común de lo que uno podría pensar, ¿podrían eventualmente conectarse?

By kenna hughes-castleberry publicado el 12 de mayo de 2023

La biocomputación y la computación cuántica son dos tecnologías de vanguardia que tienen el potencial de revolucionar la forma en que procesamos la información y resolvemos problemas complejos. Si bien estos campos informáticos se basan en principios fundamentalmente diferentes, su objetivo es lograr una potencia y una velocidad informática sin precedentes. Para comprender cómo cada una de estas tecnologías espera transformarse en el futuro, es importante comprender los conceptos básicos de cada una.

¿Qué es la biocomputación?

La biocomputación, o computación de ADN o computación molecular, utiliza moléculas biológicas como ADN, ARN y proteínas para realizar cálculos. La idea básica detrás de la biocomputación es utilizar el paralelismo inherente y la capacidad de almacenamiento de información de los sistemas biológicos para realizar tareas complejas. cálculos La informática de ADN, por ejemplo, utiliza la capacidad de las moléculas de ADN para almacenar y manipular información para realizar cálculos. Esto se hace codificando información en la secuencia de nucleótidos que forman las moléculas de ADN y luego usando enzimas y otras moléculas biológicas para manipular y procesar el ADN.

Una de las ventajas críticas de la biocomputación es que tiene el potencial de realizar cálculos masivos en paralelo utilizando equipos relativamente simples. Esto hace que la biocomputación sea una tecnología prometedora para aplicaciones de bioinformática, descubrimiento de fármacos y almacenamiento de datos.

Otros tipos de biocomputación se basan en la neurociencia para crear redes informáticas basadas en las neuronas del cerebro. Recientemente, investigadores de John Hopkins University han llevado esto un paso más allá al crear cerebros humanos "organoides" que podrían usarse como un nuevo modelo de computadora. "Llamamos a este nuevo campo interdisciplinario 'inteligencia organoide' (OI)", dijo el profesor Thomas Hartung de la Universidad Johns Hopkins en una reciente comunicado de prensa. “Una comunidad de científicos destacados se ha reunido para desarrollar esta tecnología, que creemos que lanzará una nueva era de biocomputación rápida, potente y eficiente”. Obviamente, hay mucha más investigación por hacer y muchas preguntas éticas por responder, pero los expertos predicen que este mercado valdrá la pena. 8.3 millones de dólares por 2028.

¿Qué es la Computación Cuántica?

La computación cuántica es un tipo de computación que utiliza fenómenos mecánicos cuánticos, como la superposición y el entrelazamiento, para realizar cálculos. A diferencia de la computación clásica, que se basa en bits binarios que pueden ser 0 o 1, la computación cuántica utiliza bits cuánticos o qubits, que pueden estar en una superposición de 0 y 1 simultáneamente. Esto permite que las computadoras cuánticas realicen cálculos específicos mucho más rápido que las computadoras clásicas.

Una de las ventajas críticas de la computación cuántica es que puede realizar ciertos tipos de cálculos intratables para las computadoras clásicas. Por ejemplo, se ha demostrado que las computadoras cuánticas pueden resolver ciertos tipos de optimización problemas mucho más rápido que las computadoras clásicas. La industria de la computación cuántica ya se ha disparado en todo el mundo a medida que las empresas, los académicos, los gobiernos y otras organizaciones se sumergen profundamente en esta tecnología de próxima generación.

Comparación de la biocomputación y la computación cuántica

Si bien la biocomputación y la computación cuántica se basan en principios fundamentalmente diferentes, existen algunas similitudes entre estos dos campos informáticos. Por ejemplo, la biocomputación y la computación cuántica se basan en principios de paralelismo y almacenamiento de información. En biocomputación, el paralelismo se logra utilizando muchas moléculas biológicas que realizan cálculos simultáneamente. En computación cuántica, el paralelismo se logra a través de qubits que pueden estar en una superposición de estados.

Otra similitud entre la biocomputación y la computación cuántica es que ambos campos de la computación tienen el potencial de realizar ciertos tipos de cálculos mucho más rápido que la computación clásica. Sin embargo, los tipos de cálculos que se pueden realizar más rápido mediante la biocomputación y la computación cuántica son diferentes. La biocomputación es particularmente adecuada para problemas que involucran grandes cantidades de datos, como ADN secuenciación o plegamiento de proteínas. Por otro lado, la computación cuántica es particularmente adecuada para problemas de optimización o simulación.

Finalmente, la biocomputación y la computación cuántica aún se encuentran en las primeras etapas de desarrollo y tienen muchos desafíos técnicos que superar antes de que puedan adoptarse ampliamente. Por ejemplo, la biocomputación enfrenta desafíos de corrección de errores, escalado y confiabilidad. La computación cuántica enfrenta desafíos relacionados con la corrección de errores, la decoherencia y la escalabilidad.

La biocomputación y la computación cuántica son dos campos emocionantes de la computación que tienen el potencial de revolucionar la forma en que procesamos la información y resolvemos problemas complejos. Si bien la biocomputación y la computación cuántica se basan en principios fundamentalmente diferentes, comparten similitudes en cuanto a sus objetivos y aplicaciones potenciales. A medida que cada industria evolucione en la próxima década, habrá muchas oportunidades para conversaciones cruzadas entre las dos industrias y posibles asociaciones y colaboraciones para desarrollar tecnología robusta y de vanguardia.

Kenna Hughes-Castleberry es redactora de Inside Quantum Technology y comunicadora científica en JILA (una asociación entre la Universidad de Colorado Boulder y el NIST). Sus ritmos de escritura incluyen tecnología profunda, computación cuántica e inteligencia artificial. Su trabajo ha aparecido en Scientific American, Discover Magazine, Ars Technica y más.