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La computación cuántica es una de las tecnologías más avanzadas y prometedoras de la actualidad, capaz de resolver problemas que son imposibles o muy difíciles para los ordenadores clásicos, como la criptografía, la optimización, la simulación o el aprendizaje automático. La computación cuántica se basa en los principios de la mecánica cuántica, que describen el comportamiento de las partículas subatómicas, como los electrones, los fotones o los átomos. Estas partículas pueden existir en dos o más estados al mismo tiempo, lo que se conoce como superposición, y pueden influirse mutuamente a distancia, lo que se conoce como entrelazamiento.

Estas propiedades permiten a los ordenadores cuánticos utilizar unidades de información llamadas qubits, que pueden representar simultáneamente un 0 y un 1, en lugar de los bits clásicos, que solo pueden representar un 0 o un 1. Esto significa que los ordenadores cuánticos pueden procesar mucha más información y realizar muchas más operaciones en paralelo que los ordenadores clásicos, lo que les da una ventaja exponencial en términos de velocidad, precisión y escalabilidad.

La computación cuántica no es nueva, pero ha evolucionado mucho en los últimos años, gracias al desarrollo de nuevos algoritmos, protocolos, materiales y arquitecturas. En 2024, se espera que esta tecnología alcance un nivel de madurez y de adopción que la convierta en una tendencia tecnológica que desafiará muchos ámbitos y sectores, como la seguridad, la ciencia, la medicina, la energía, la educación, etc. Algunos ejemplos de aplicaciones de la computación cuántica son:

- La seguridad informática, que utiliza la computación cuántica para crear y romper sistemas de cifrado que protegen la información y las comunicaciones. Un ejemplo de esto es el algoritmo de Shor, que puede factorizar números grandes en tiempo polinomial, lo que pondría en riesgo los sistemas de cifrado de clave pública actuales. Otro ejemplo es el protocolo de distribución cuántica de claves, que puede garantizar la seguridad de las comunicaciones mediante el uso de propiedades cuánticas como la no clonación y la no lectura.

- La simulación cuántica, que utiliza la computación cuántica para modelar y estudiar sistemas físicos, químicos y biológicos que son difíciles o imposibles de simular con los ordenadores clásicos. Un ejemplo de esto es el algoritmo de VQE, que puede encontrar el estado fundamental de una molécula, lo que podría tener aplicaciones en el diseño de nuevos fármacos, materiales y catalizadores.

- El aprendizaje automático cuántico, que utiliza la computación cuántica para mejorar los procesos de aprendizaje, clasificación y reconocimiento de patrones que se realizan con los datos. Un ejemplo de esto es el algoritmo de HHL, que puede resolver sistemas de ecuaciones lineales de forma eficiente, lo que podría tener aplicaciones en la optimización, la inteligencia artificial y la visión artificial