La computación cuántica es una tecnología en evolución que promete mejorar una variedad de operaciones comerciales. Con base en la mecánica cuántica que se enfoca en las dimensiones más pequeñas de la naturaleza (moléculas, átomos y partículas subatómicas), las computadoras cuánticas están configuradas para brindar soluciones más rápidas a problemas comerciales complejos, mediante la prueba simultánea de múltiples soluciones posibles para un problema.
La base de la computación cuántica es una unidad de información conocida como ‘qubit’; a diferencia de los bits, que solo pueden tener los valores cero o uno, pueden tener la forma de cualquier cosa intermedia, lo que permite que este nuevo enfoque sea posible y se denomina “superposición”. Combinados, múltiples qubits pueden producir muchos resultados al mismo tiempo. Cada qubit adicional duplica el espacio de búsqueda, que por lo tanto crece exponencialmente.
Muchas empresas están investigando cómo la tecnología cuántica puede impulsar las industrias y proporcionar nuevos casos de uso para las empresas. Una organización que está explorando este espacio es Reply , que ha estado desarrollando soluciones para la optimización en logística, gestión de carteras y detección de fallas, entre otras áreas.
Posible valor comercial
Hablando sobre cómo Reply está ayudando a proporcionar posibles casos de uso a sus clientes, el experto en computación cuántica Johannes Oberreuter dijo: “Trabajamos en un nivel que traduce el problema a un lenguaje cuántico que es lo más universal posible y no profundiza demasiado en el hardware
“Lo primero que hemos encontrado que está entregando valor ahora es el dominio de los problemas de optimización. Un ejemplo es el ‘problema del viajante de comercio’, que tiene muchas aplicaciones en logística, donde también es necesario tener en cuenta las complejidades y limitaciones, como durante la pandemia.
“Muy a menudo, los problemas, que se encuentran demasiado complejos para optimizarlos en hardware común, son abordados por algunas heurísticas. Por lo general, hay un equipo o una persona con experiencia en el dominio que puede ayudar con esto, pero aún no saben que existen mejores soluciones ahora. La computación cuántica permite que los problemas se presenten de forma estructurada, similar a una lista de deseos, que contiene todas las complejidades comerciales. Todos están codificados en una llamada función objetivo, que luego se puede resolver de forma estructurada.
“Las empresas han utilizado todo tipo de algoritmos y capacidad intelectual para tratar de resolver problemas de optimización. Encontrar el óptimo con una función objetivo sigue siendo un problema difícil de resolver, pero aquí una computadora cuántica puede venir al rescate”.
Parámetros de empuje
Según Oberreuter, una vez que una computadora cuántica se involucra en el proceso de resolución de problemas, realmente se puede encontrar la solución óptima, lo que permite a las empresas encontrar los mejores arreglos para el problema. Si bien las computadoras cuánticas actuales, que son adecuadas para este tipo de problemas, llamadas recocidos cuánticos ahora tienen más de 5000 qubits, muchas empresas que contratan los servicios de Reply a menudo descubren que los problemas que tienen requieren más de 16 000-20 000 variables, lo que requiere un mayor progreso. realizado en el espacio.
“Puedes resolver esto haciendo aproximaciones”, comentó el científico de datos de Reply. “Hemos estado escribiendo un programa que está determinando una solución aproximada de esta función objetivo, y lo hemos probado más allá de la cantidad habitual de qubits necesarios.
“El sistema está configurado de manera que evita que el tiempo de ejecución aumente exponencialmente, lo que da como resultado un tiempo de ejecución favorable para la empresa de un par de segundos. Esto reduce la calidad de la solución, pero obtenemos un resultado entre un 10 % y un 15 % mejor que el que suelen proporcionar las heurísticas comerciales”.
A través de pruebas de concepto, Reply ha podido ayudar a los clientes a superar el desafío de la falta de experiencia en cuántica. Al utilizar y acumular experiencia en el campo, un enfoque de “hombro con hombro” ayuda a aclarar cómo se pueden desarrollar soluciones de manera más eficiente.
Aprendizaje automático cuántico
El aprendizaje automático ha cobrado importancia en los últimos años para ayudar a la automatización de los procesos comerciales con datos y ayudar a las organizaciones a alcanzar los objetivos más rápido. Sin embargo, los proyectos de aprendizaje automático a veces pueden verse afectados por la falta de datos y los gastos informáticos. Para combatir esto, Reply ha estado buscando las capacidades de resolución de problemas que ofrece la computación cuántica.
Oberreuter explicó: “Lo que hemos descubierto con el aprendizaje automático cuántico es que puede encontrar mejores soluciones, incluso con el hardware limitado al que se puede acceder actualmente. Si bien probablemente nunca habrá un flujo de trabajo de aprendizaje automático cuántico de extremo a extremo, la integración de la computación cuántica en el flujo de trabajo de aprendizaje automático actual es útil.
“Algunos proveedores de la nube ahora ofrecen unidades de procesamiento cuántico (QPU). En una configuración de aprendizaje profundo para tareas complejas, puede alquilarlo fácilmente a los proveedores de la nube mediante llamadas individuales para experimentar, si mejora su modelo actual.
“Lo que hemos encontrado interesante de nuestra contribución al desafío cuántico emprendido por BMW y AWS es la combinación de modelos clásicos de aprendizaje automático con modelos cuánticos. El primero es realmente bueno para extraer atributos de datos no estructurados, como imágenes, que luego se unen mediante una representación cuántica que proporciona una ventaja para la clasificación”.
Fuente:
Hurst, A. (2022e, enero 24). How quantum computing is helping businesses to meet objectives. Information Age. Recuperado 24 de enero de 2022, de https://www.information-age.com/how-quantum-computing-is-helping-businesses-to-meet-objectives-123497628/