Quantum Computing: ¡nuestro curso de nivel básico está on-line!

Desde hace algunos días, en nuestra plataforma de e-learning chirale.online está disponible el Curso de nivel básico sobre Quantum Computing.

Se trata de uno de los primerísimos cursos profesionales en italiano que enseña la nueva disciplina de la Informática Cuántica a través de la práctica en ordenadores cuánticos reales.

En el mercado ya están disponibles distintos cursos que tratan el argumento, sin embargo la mayoría de los más profesionales siguen un enfoque excesivamente académico y abstracto, mientras que los más divulgativos no entran realmente en el mérito y resultan inútiles a fines de la adquisición de competencias.

El curso que presentamos hoy, al contrario, se publica después de más de un año de investigación, durante el cual se ha puesto a punto un programa enteramente basado en nuestro método didáctico fundado en la experimentación creativa y el “learn by doing”.

Esto ha sido posible gracias a la puesta a disposición por parte de IBM de los primeros ordenadores cuánticos reales, accesibles vía cloud.

¡Prueba ahora la primera lección gratuita!

Se habla sin demasiado énfasis de cálculo cuántico desde la segunda mitad de los años ‘80 y en el imaginario colectivo esta nueva tecnología es percibida como la nueva futura generación de ordenadores que continuará la tendencia de incremento de la potencia de elaboración manteniendo válida la famosa “Ley de Moore”.

Últimamente algo ha cambiado, el interés hacia los ordenadores cuánticos ha aumentado de repente y en las cabeceras especializadas se suceden artículos de profundización y análisis de empresas, históricas y recién nacidas, que están involucradas en la investigación en este sector.

Pero ¿qué son los Ordenadores Cuánticos?

¿En qué punto está su realización? ¿Cuándo serán utilizables a gran escala? ¿Cómo se programarán?

Gracias a los repentinos resultados alcanzados en los últimos meses, después de muchos años de investigación, podemos empezar a dar una respuesta realista a estas preguntas.

Los primeros ordenadores cuánticos en funcionamiento están ya entre nosotros. No son aún ventajosos para aplicaciones de nivel comercial pero permiten desarrollar actividades de investigación y formación sobre esta nueva tecnología, como por ejemplo nuestro Curso.

Colosos como IBM, Google, Intel y Honeywell han anunciado para 2024 el lanzamiento de la primera generación de ordenadores cuánticos comerciales. Esta generación ha sido bautizada NISQ, porque se tratará de sistemas todavía sujetos a errores (*Noisy*), todavía de potencia media (*Intermediate-Scale*) pero ya plenamente Quánticos.

Google, en polémica con IBM, anunció haber alcanzado la “Supremacía Cuántica”.

Algunas startups focalizadas en este sector, como D-Wave, han incluso ya declarado sus productos utilizables y ventajosos para las empresas.

¿Qué hay de cierto detrás de estos anuncios de sabor decididamente comercial y promocional?

Nuestra opinión, compartida por muchos analistas internacionales, es que, aplicando la justa cautela a los tonos triunfalistas del marketing, resultan evidentes los primeros resultados significativos y muy probablemente el mercado se verá fuertemente influido por la introducción de una nueva generación de servicios de cálculo, que serán totalmente distintos respecto a la actual tecnología informática.

La gran oportunidad ofrecida por el Quantum Computing, pero también el principal riesgo de no considerar esta tecnología, reside de hecho en esta profunda diferencia.

Los Ordenadores Cuánticos no son la evolución natural de los ordenadores o supercomputadoras actuales. Los Ordenadores Cuánticos están basados en un tipo distinto de Informática.

La nueva Informática Cuántica utiliza un sistema matemático mucho más complejo que el utilizado en la Informática Clásica.

A las sumas entre números binarios, ejecutadas en el interior de los microprocesadores clásicos, se sustituyen operaciones de Álgebra Lineal. La Informática Cuántica utiliza la Mecánica Cuántica donde la Informática Clásica utiliza la Aritmética de los Números Enteros.

El background mínimo para aprender a programar un ordenador clásico se adquiere tras frecuentar las primeras clases de la escuela primaria.

El background mínimo para programar eficazmente un ordenador cuántico se adquiere tras estudiar una parte significativa de la matemática superior. La mayoría de los licenciados en física, ingeniería y matemáticas necesitan perfeccionar algunas nociones sobre Álgebra Lineal y los Espacios de Hilbert antes de aventurarse en la programación cuántica.

Para muchas tecnologías nuevas, una estrategia de mercado eficaz puede ser la denominada “fast forward”. El término es tomado de los deportes de fondo, donde por lo general el primero en cabeza de una carrera raramente es el atleta destinado a ganar. Sus cercanos perseguidores lo marcan observándolo y ahorrando energías para luego dar fondo a sus propios recursos una vez que la meta está a la vista.

Análogamente, en el mercado es posible permanecer en atenta espera, observando las acciones de los early adopter de las nuevas tecnologías para luego efectuar las inversiones en innovación solo en caso de que se vislumbren los primeros resultados prácticos.

En el caso del Quantum Computing esta estrategia es extremadamente arriesgada.

La Informática Cuántica es una disciplina cuya “curva de aprendizaje” es muy larga. La preparación de un profesional cualificado requiere muchos meses, quizá más de un año. La creación de una cultura empresarial capaz de aprovechar las ventajas del cálculo cuántico una vez disponibles los primeros sistemas comerciales podrá requerir algunos años.

Esto significa que las empresas que hoy están invirtiendo en el Cálculo Cuántico y están desarrollando y adaptando una nueva clase de algoritmos a sus necesidades, podrían encontrarse en los próximos años de repente capaces de resolver problemas que a sus competidores están vedados, porque la supremacía cuántica es justamente la capacidad de los nuevos ordenadores de elaborar en pocas horas soluciones que requerirían milenios incluso a los supercomputadoras más grandes hoy disponibles.

Los primeros en emplear el Cálculo Cuántico podrán tener una ventaja competitiva capaz de monopolizar de hecho el mercado.

El escenario descrito parece bastante probable. También el mercado laboral sufrirá los efectos. Ya hoy los especialistas en sectores como machine learning y data science son figuras profesionales muy bien remuneradas dado que la demanda es superior a la oferta; en el caso del Quantum Computing la situación será aún más exasperada: la demanda de especialistas en Quantum Computing podría ser enormemente más amplia respecto a las pocas profesionalidades existentes y a los largos tiempos de formación que esta tecnología requiere.

Alcanzar en los próximos meses un nivel de competencia que permita definirse “Quantum Ready” es una gran oportunidad para profesionales y empresas.

Por esto hemos diseñado nuestro Curso, que, cosa muy importante, se dirige a todos, exactamente como los demás cursos nuestros de nivel básico.

Para frecuentar nuestro Curso de Quantum Computing no es necesario que tengáis nociones de Informática Clásica. La Informática Cuántica es muy distinta de la Informática Clásica, por lo que si no sabéis nada al respecto es incluso mejor.

La Mecánica Cuántica que se usa en la Informática Cuántica es la misma matemática utilizada en la rama de la física que estudia el mundo de las partículas subatómicas donde rige una teoría llamada Teoría de los Cuantos (de ahí el nombre) que hoy es la teoría más precisa y la que mejor describe el Universo entero, pero para frecuentar nuestro curso no necesitáis ningún conocimiento en este sector. Los Ordenadores Cuánticos que programaremos no son en absoluto de dimensiones subatómicas, al contrario, por ahora son bastante voluminosos.

Pero entonces ¿cómo proponemos resolver el problema de la notoria dificultad de esta rama superior de la matemática?

¿Cuál es el nivel mínimo de competencias matemáticas que hace falta poseer para comprender las lecciones?

La respuesta es sencilla: las cuatro operaciones elementales (suma, resta, multiplicación y división) y la raíz cuadrada. El resto puede resultaros útil pero no es indispensable, porque los conceptos matemáticos los introduciremos desde cero, o mejor partiendo de las cuatro operaciones.

Nuestra promesa de impartir un curso realmente accesible a todos podría parecer excesivamente ambiciosa pero en realidad existen una serie de circunstancias afortunadas.

Primer golpe de… suerte: la Informática Cuántica no utiliza la Mecánica Cuántica entera sino solo una parte limitada, que entre otras cosas es la menos compleja.

Segundo y más importante elemento: no es tan cierto que la Mecánica Cuántica sea una materia difícil. Desde un punto de vista puramente matemático no contiene nada intrínsecamente complejo, el verdadero problema es que hasta hoy ha sido estudiada de modo puramente abstracto. Las fórmulas de la física clásica que se estudia en la escuela no son más sencillas que las que utilizaremos en el curso, la aparente mayor abordabilidad deriva del hecho de que están asociadas a fenómenos que todos conocemos y las analogías con el mundo que nos rodea proporcionan claves mnemotécnicas que nos ayudan a recordarlas y a darle sentido a las relaciones matemáticas.

La física cuántica muestra fenómenos que no tienen iguales en el mundo macroscópico. Los científicos de principios del ‘900 que se encontraron observando fenómenos extraños e inexplicables dedujeron las leyes y las fórmulas que permitían prever el comportamiento de los sistemas subatómicos pero no comprendían su real naturaleza. Nuestra mente tiene dificultad en comprender un nuevo fenómeno si éste no es reconducible a fenómenos visibles todos los días en el mundo de la física clásica.

Frente a las reglas de la mecánica cuántica nuestra mente busca un asidero, una analogía con algún fenómeno que es posible ver en el mundo físico al que estamos acostumbrados, pero propiedades como la superposition, la probabilidad negativa y el entanglement simplemente no están presentes y visibles en el mundo macroscópico, por lo que las relativas fórmulas que describen tales propiedades, aun siendo la mayoría de las veces sencillas, quedan colgadas en nuestra mente en un limbo de abstracción que no nos ayuda a recordarlas y a comprenderne las aplicaciones.

En realidad esto era cierto hasta hoy. Hoy los ordenadores cuánticos existen y son objetos reales, macroscópicos y sobre todo utilizables por cualquiera que posea un ordenador (clásico) y una conexión a Internet.

El ordenador Cuántico utiliza los Qbit, que son objetos cuánticos.

Nuestro método de enseñanza basado en el learn by doing nos ha permitido enseñar materias notoriamente difíciles como la programación de los Microcontroladores de modo muy eficaz, basando la didáctica en el experimento creativo. A nuestros estudiantes les pedimos que prueben a realizar un circuito y un sketch de programa con el mismo enfoque que tienen los niños durante la escuela infantil.

Una vez adquirido el feedback práctico sobre lo que ocurre en el prototipo recién creado es mucho más inmediato comprender las razones tecnológicas y teóricas que hay detrás. De este modo la didáctica resulta divertida y la diversión hace fascinante la materia.

Nuestro Curso Básico de Quantum Computing está organizado exactamente del mismo modo. Desde la primera lección los alumnos serán guiados al registro de una cuenta en la red cloud IBM Quantum Experience y podrán ejecutar personalmente los experimentos propuestos.

Los principios de aquella parte de la mecánica cuántica que sirve al cálculo cuántico serán explicados en relación con los fenómenos observados y mucha de la dificultad habitualmente atribuida a la materia será sin duda desmontada.

Respecto a un Curso Básico de Arduino el tiempo necesario para completar el curso será sin duda mucho más largo, pero consideramos que el método fuertemente práctico y experimental permitirá gestionar el recorrido con mucha gradualidad, haciéndolo accesible a todos.

Si la materia os fascina, podéis probar gratuitamente la primera lección que es accesible sin registro en la plataforma de e-learning.

¡Prueba gratuitamente la primera lección!