¿Qué cambios se harán en el campo de la informática después de que las computadoras normales sean reemplazadas por computadoras cuánticas?

No veo computadoras cuánticas reemplazando computadoras “normales” en el corto plazo, si es que alguna vez. Existen razones técnicas, pero en algún momento pueden superarse, como la necesidad de enfriamiento a gran escala y el hecho de que no mantienen su estado cuántico por mucho tiempo.

Veo que la computadora cuántica es como la computadora central en los albores de la era de la PC. El mainframe realizó el procesamiento pesado y la reducción de números, mientras que la PC fue la herramienta de visualización y productividad para la mayoría de los trabajadores. La computadora cuántica jugará un papel central en la seguridad de Internet y las comunicaciones. La computadora cuántica podrá crear un cifrado que no se puede romper, al mismo tiempo que podrá romper TODO el cifrado actual y futuro que se ejecutará en las computadoras normales. Esto significa que todas las comunicaciones y archivos deberán ejecutarse a través de una computadora cuántica para ser seguros.

El mayor desafío para la informática será educar a los estudiantes en computación cuántica. En este momento, muy pocas escuelas incluso enseñan el tema, y ​​solo 1 que conozco (Univ of Waterloo) tiene clases de diseño de software y programación en computación cuántica. Es un paradigma completamente nuevo y requiere una nueva forma de pensar. En este momento, muy pocos profesores y muy pocos estudiantes son capaces de comprender este campo. Solo los mejores estudiantes fuertes en matemáticas y física pueden manejar la curva de aprendizaje. La computadora cuántica vivirá en la nube (Think IBM Watson) y tendrá una interfaz fácil de usar para responder preguntas y analizar datos en tiempo real. Puedo ver que mi propio trabajo ya no es necesario ya que los usuarios finales podrán hacer preguntas en inglés simple a la computadora Quantum, que realizará el análisis y el modelado que hago actualmente. Los resultados serán en tablas fáciles de leer y narraciones simples en inglés.

El desarrollador de computadoras Quantum será un súper comienzo en matemáticas, física, programación e ingeniería. Puedo verlos fácilmente ganando $ 500,000 al año o más. Serán el 1% -2% superior de todos los estudiantes. Las empresas que adopten temprano prosperarán, las que lleguen en la segunda ola sobrevivirán, el resto morirá.

Recientemente comencé mi investigación en Computación Cuántica: Criptografía Cuántica y Complejidad Computacional Cuántica.

Hasta ahora, Quantum Computing suena muy prometedor. Solo mencionaré dos propiedades de las computadoras cuánticas: Paralelismo inherente y Enredo.

El paralelismo inherente promete resolver generalmente una consulta de tiempo lineal en una computadora clásica en tiempo constante.

El enredo ha sido explotado en Quantum Key Distribution para evitar que un espía escuche datos cifrados a través de un canal Quantum.

La dificultad de diseñar algoritmos cuánticos es que tenemos que pensar físicamente sobre la computación. Esto es muy contrario a la intuición. Imagínense que estas ideas de Einstein se hacen realidad, y que tienen que pensar de manera similar a Einstein.

Hablando científicamente, la computación cuántica no es un reemplazo para las computadoras clásicas, pero promete superar en áreas como la simulación, la búsqueda y la criptografía.

Ya hay configuraciones experimentales en laboratorios: D-Wave de Google, IBM Quantum Cloud y algunas más.

Hasta ahora no hemos producido computadoras Quantum con muchos bits (Qubits). La nube de IBM, por ejemplo, solo tiene cinco qubits.

He reunido algunos recursos para leer más en mi blog:

Recursos útiles para la computación cuántica

Hay dos partes en su pregunta:

Las computadoras cuánticas no reemplazarán a las computadoras electrónicas digitales, como tampoco las computadoras electrónicas digitales reemplazaron a las máquinas de vapor. No están en el mismo mercado.

¿Cómo cambiará la informática? Bueno, habrá una nueva asignatura añadida al plan de estudios.

Todo lo que todavía esté en investigación (como la teoría / computadoras Quantam) llevará décadas antes de que cambie una industria. Hay muchos, muchos más avances en otros campos que todavía están en fase de investigación y no llegarán al mercado en el corto plazo porque el mercado funciona por oferta / demanda. Cuando las aplicaciones / usuarios exigen más de lo que la computadora binaria típica puede ofrecer, es cuando comenzará a ver computadoras cuánticas, Y créanme que eso no será pronto. COMO NO INCLUSO PARA LAS DECADAS. Todavía hay MUCHA MEJORA MÁS en el lado del hardware y el software en las computadoras de hoy, donde ni siquiera estamos cerca de maximizar el potencial de la computadora de hoy, y es muchísimo más barato y económicamente factible para mejorar lo que hay allí. Cítame sobre esto.

Entonces, para responder a su pregunta, es casi imposible predecir qué cambios se realizarán en el campo de la informática de hoy cuando las computadoras cuánticas se hagan cargo.

Una pregunta realmente crítica es si las computadoras cuánticas ofrecerán formas “baratas” de realizar la factorización prima.

En caso afirmativo, todo lo que depende de la seguridad criptográfica estará fuera de la ventana. Una especie de pensamiento aterrador.

En realidad, reemplazar las computadoras clásicas con las computadoras cuánticas significaría la supremacía cuántica, que todavía está bastante lejos de nuestra situación actual.
Como Mustafa ha señalado correctamente, en sus primeras etapas de aplicación, la computación cuántica será complementaria de la computación clásica y me gustaría agregar el aprendizaje automático cuántico [1] a su lista.

[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Qu

Los cambios serán muchos. Es posible que el efecto no llegue a todos a corto plazo, por lo que es posible que no veamos lo que está sucediendo ( la persona normal que no está interesada en la computadora, como el 85% de la población mundial. Todo lo que les importa es recibir su correo electrónico ) pero para los grandes institutos de cooperación e investigación, los cambios serán inmensos.

Estamos hablando de cambios en el mundo de la medicina, el transporte, el marketing, etc. Estas computadoras podrán analizar una gran cantidad de datos en períodos de tiempo muy cortos en comparación con las computadoras normales.

Pero como dije, esto realmente no lo sentirá el hombre común. Puedes preguntarte por ejemplo; Hemos tenido mucha expectación por la séptima generación de procesadores Intel, además de algunos geeks, ¿a cuántas personas realmente has escuchado hablar sobre cómo el Core i7 ha revolucionado la informática?