La computación cuántica en la educación plantea grandes posibilidades. Basada en la mecánica cuántica (una rama de la física encargada de brindar una descripción fundamental de la naturaleza en escalas subatómicas), la computación cuántica ofrece dos grandes ventajas:
Superposición: las computadoras clásicas operan en bits, ya sea cero o uno. Las computadoras cuánticas usan bits cuánticos o qubits, cuyos valores pueden ser cero, uno o uno mezcla de los dos. Un qubit puede representar dos valores, dos qubits pueden representar cuatro valores y así sucesivamente. Esto significa que una computadora cuántica tiene un capacidad de procesamiento exponencialmente mayor que la de una computadora tradicional.
Entrelazamiento: El entrelazamiento crea una fuerte correlación entre las partículas cuánticas, por lo que le pasa a una afecta a todas las demás, a pesar de estar separadas por grandes distancias. Este concepto aplicado a las computadoras cuánticas significa que éstas pueden manipular todos los qubits de manera simultánea y pueden realizar sus cálculos al mismo tiempo y no de manera consecutiva.
En el lado positivo, la computación cuántica en la educación incrementará las capacidades de machine learning, que se verámejorado y extremadamente acelerado. Gracias a esta combinación con la inteligencia artificial, el aprendizaje personalizado se convertirá en realidad hasta un punto mucho más allá de lo posible actualmente. Se proyecta que la computación cuántica permitirá identificar los resultados obtenidos por cada estudiante en cualquier y recrear el proceso cognitivo seguido por el alumno para llegar a ellos.
Es decir, podrá trazar los pasos requeridos por cada persona para lograr el aprendizaje. Ello implica que la inteligencia artificial potenciada por la computación cuántica permitirá identificar con precisión los conocimientos, la comprensión, las habilidades de razonamiento y los patrones lógicos de cada alumno y ejecutar un mapa de aprendizaje ajustado a sus características y necesidades personales.
Computación cuántica y educación: oportunidades y desafíos
Las investigaciones sobre computación cuántica se han acelerado en los últimos años. Decenas de universidades alrededor del mundo tienen grupos propios de investigación trabajando en la materia. Algunas otras, trabajan en conjunto con sus gobiernos en investigaciones sin ánimo de lucro.
Para los interesados en iniciarse en la computación cuántica, hay un número apreciable de cursos en línea ofrecidos por diferentes instituciones. En la plataforma de Coursera también hay otros disponibles.
No se puede dejar de lado que la ciberseguridad enfrentará desafíos conforme se desarrolle la computación cuántica. En particular, afectará la criptografía en lo que se refiere a la generación de números aleatorios, su componente fundamental. Actualmente existen dos tipos de generadores: los de números pseudoaleatorios (PRNG) y los de números verdaderamente aleatorios o TRNG. A estos dos tipos se unirá un tercero, el generador cuántico de números aleatorios o QRNG. Los QRNG incluso podrían desplazar a los TRNG, ya que producen números verdaderamente aleatorios; ello resultará en el mayor nivel posible de seguridad ya que el número producido es imposible de adivinar.
¿Cuál es entonces el desafío? Todo este poder de computación también puede ser utilizado por los ciberdelincuentes que, por ejemplo, podrán desencriptar rápidamente los datos —incluidos los de de las universidades— protegidos por los métodos actuales.
Quienes piensan que tienen tiempo para prepararse están muy equivocados. La computación cuántica es una realidad que ya está presente en el mercado. En el CES 2019 IBM presentó su Q System One, el primer sistema de computación cuántica para uso comercial. Poco después, la canadiense D-Wave liberó el sistema 2000Q. En pocos años, los beneficios y los riesgos de la computación cuántica en la educación serán cada vez más patentes.