Cómo los ingenieros de computación cuántica están aplicando su tecnología a problemas del mundo real
Publicado: 2021-09-15Quantum puede ser una palabra de moda popular en la industria, pero es difícil imaginar que la mayoría de las aplicaciones realmente ayuden a los usuarios habituales o a los propietarios de pequeñas empresas. El hardware informático convencional no está creciendo tan rápido como solía hacerlo antes de que se rompiera la Ley de Moore, pero eso no significa que no pueda simplemente apilar GPU sobre otras GPU para construir clústeres más rápidos.
Eso significaba que incluso los expertos más pro-cuánticos de la industria de la computación se centraron casi exclusivamente en realizar cálculos que habrían sido inviables utilizando silicio normal.
Ahora, sin embargo, algunos promotores están revitalizando el debate al sugerir que muy bien podríamos ver el crecimiento de los servidores cuánticos en los que las personas podrían ejecutar sistemas operativos reales. El segundo que haces eso es el mismo momento en que los jugadores y los transmisores de medios tienen la oportunidad de aprovechar la tecnología.
Teniendo en cuenta que se supone que la industria de la computación cuántica valdrá unos 2.400 millones de dólares para el próximo año, los ingenieros tendrán que encontrar algunas aplicaciones fuera de las especializadas para mantener este grado de crecimiento sin precedentes.
Los servicios de red y el procesamiento de cadenas de bloques probablemente serán los primeros usos regulares importantes.
Tokens mineros sin silicio tradicional
Cualquier cálculo que pueda resolver una computadora tradicional también podría resolverse usando una computadora cuántica. Sin embargo, ciertos problemas pueden resolverse mucho más rápidamente, lo que dio origen a la frase supremacía cuántica. Las sumas de hash utilizadas por la mayoría de las principales criptomonedas basadas en blockchain son poco más que cálculos algebraicos, lo que significa que se prestan bien para aprovechar este concepto de supremacía cuántica.
Los expertos en seguridad han estado sugiriendo que los algoritmos de factorización de números enteros utilizados para los sistemas criptográficos de clave pública podrían ser descifrados de manera factible por las computadoras cuánticas que trabajan con sus hashes. Si bien esto puede ser preocupante para quienes luchan contra el ciberdelito, brinda una oportunidad muy interesante para los mineros de criptomonedas.
La instalación de una sola computadora cuántica probablemente costaría lo mismo que la tecnología tradicional de mainframe de hierro x86_64, pero haría más trabajo en términos de rendimiento por vatio.
Dado que la minería de Bitcoin representa alrededor del medio por ciento de todo el uso eléctrico en todo el mundo, esta es una buena noticia en más de un sentido. Es probable que los técnicos de servicio de redes también comiencen a buscar estas soluciones.
Creación de servidores Quantum competitivos
Los proveedores de correo electrónico que quieren aprovechar esta misma tecnología a menudo se encuentran con el problema de que no tienen ningún paquete de software de sistema real que les permita implementar los mismos servicios que normalmente ejecutan. Después de todo, no puede esperar aprovechar la supremacía cuántica para acelerar un demonio de sendmail.
Sin embargo, eso no significa que no haya muchas promesas, porque algunos ingenieros han tenido al menos algo de éxito al convertir computadoras cuánticas en estaciones de trabajo Unix.
Si bien teóricamente podría rediseñar el software de correo electrónico para que se ejecute en un entorno básico con el fin de aprovechar cualquier superioridad cuántica percibida, esto probablemente no sería muy seguro. Los malos actores atacarán cualquier sistema que puedan, por lo que es casi seguro que algún día encontrarán una forma de tomar el control de la maquinaria cuántica. Eso significa que será necesaria alguna forma de protección de la memoria.
Los experimentos preliminares parecen sugerir que GNU/Linux podría ejecutarse en un servidor cuántico. Linux es, por supuesto, una de las mejores opciones cuando se trata de implementar servidores de correo electrónico, por lo que se debe hacer poco para trasladar el software a esta nueva arquitectura. Es cierto que gran parte del código subyacente tendría que ejecutarse en algún tipo de máquina virtual, pero ya ha habido una serie de arquitecturas como esta que en realidad han tenido un lanzamiento amplio.
La portabilidad también puede ayudar a garantizar que los expertos en marketing por correo electrónico comiencen a adoptar la tecnología de computación cuántica para resolver sus problemas comerciales. Es fácil imaginar un futuro en el que los servicios de alojamiento VPN económicos se ejecuten en computadoras cuánticas remotas a las que los vendedores de correo electrónico simplemente se conectan como si fueran cualquier otro servidor.
Las funciones de emulación que se ejecutan en una capa de hardware también pueden hacer que las computadoras cuánticas sean populares entre aquellos que tienen que ejecutar software basado en Java.
Construcción de una JVM real
Cualquiera que piense que Java está a punto de desaparecer no ha mirado todos los dispositivos de Internet de las cosas que dependen de la tecnología. Todo el verdadero código Java se ejecuta en algo llamado Java Virtual Machine, que es esencialmente una hoja de especificaciones de emulación para un dispositivo que nunca existió. Se parece mucho a la tecnología Z-Machine que impulsa a Zork.
Sin embargo, a diferencia de Zork, Java se puede expandir para hacer casi cualquier cosa que desee, lo que ha obligado a algunos desarrolladores de hardware a crear semiconductores reales que funcionan como dispositivos JVM simulados.
Sin embargo, implementar una capa de emulación de JVM en hardware cuántico sería mucho más eficiente, especialmente en lo que respecta a las operaciones de bases de datos a gran escala.
Otras plataformas, como el ecosistema Azure de Microsoft, se pueden implementar en hardware cuántico comercial de los mejores jugadores en el espacio como IBM. Dicho esto, es probable que Java esté en una posición bastante única para beneficiarse de la transición considerando el método un tanto inusual que usan los applets de Java para implementarse. Es un poco irónico ya que muchos expertos de la industria han estado hablando sobre la desaparición de Java durante años.
Es probable que surjan innumerables aplicaciones nuevas para la tecnología cuántica en los próximos años. Sin embargo, probablemente sean estos mundanos los que fomentarán la adopción más que cualquier otra cosa.
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