El Instituto de Investigación para la Defensa Total de Suecia (FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut) ha publicado el informe "Computación cuántica para problemas de optimización: Una introducción con enfoque en aplicaciones de defensa", redactado por encargo del Ministerio de Defensa sueco. El informe describe cómo los algoritmos cuánticos pueden utilizarse para resolver problemas de optimización en el ámbito de la defensa.

El informe ha sido elaborado por Charlotta Bengtson, investigadora principal en el departamento de Armas, Protección y Seguridad del FOI, y Johan Nilsson, investigador principal en el departamento de Tecnología de Defensa. Según el comunicado de prensa del FOI, los investigadores analizan cómo los algoritmos cuánticos pueden aplicarse a problemas como la asignación de recursos y la logística.

"Los problemas de optimización son muy frecuentes en los cálculos de defensa, especialmente en lo que respecta a la asignación de recursos y los problemas logísticos. Se trata de una amplia categoría de problemas que, al mismo tiempo, ha sido identificada como una categoría en la que los ordenadores cuánticos actuales podrían resultar eficaces", afirma Charlotta Bengtson en el comunicado de prensa.

Según el FOI, los ordenadores cuánticos se diferencian de los ordenadores clásicos en que utilizan cúbits en lugar de bits convencionales. Mediante el principio de superposición, un cúbit puede existir en ambos valores, cero y uno, de forma simultánea, lo que permite a un ordenador cuántico procesar múltiples posibilidades en paralelo. Otro principio fundamental es la interferencia, por la cual los cúbits actúan como ondas que pueden amplificarse o anularse mutuamente, algo que se aprovecha para aumentar la eficiencia de los cálculos.

La generación actual de ordenadores cuánticos se denomina ordenadores NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum, computación cuántica de escala intermedia con ruido). Estos carecen de corrección de errores completa, lo que limita su utilidad.

"Cometen errores con frecuencia y, en ese caso, sus capacidades son limitadas", señala Johan Nilsson en el comunicado de prensa.

Charlotta Bengtson destaca que la computación cuántica en contextos de defensa puede ofrecer soluciones más rápidas a problemas con restricciones temporales críticas, y establece una comparación con el sector de la aviación, donde una solución casi óptima obtenida con rapidez puede ser preferible a una solución perfecta que requiere un largo tiempo de cálculo.

Los investigadores señalan que los ordenadores clásicos se desarrollan en paralelo a los cuánticos, y que una combinación de ordenadores clásicos, inteligencia artificial y ordenadores cuánticos será probablemente la mejor solución para los problemas de optimización en el futuro.

"Para muchos problemas, sigue siendo mejor utilizar métodos clásicos", afirma Charlotta Bengtson.