¡Así conquisté la computación cuántica!

De Rick and Morty al espacio

Hola, soy Emilia Riascos Mendoza, estudiante del Colegio Alemán de Cali, y gané el primer puesto en la modalidad Galería Póster de la Semana Universitaria Escuela Militar de Aviación (EMAVI ) de la Fuerza Aeroespacial Colombiana (FAC), un evento de carácter internacional, en la categoría Ingeniería aplicada al espacio: Informática en la frontera aeroespacial. Participé representando a mi Colegio, junto a ponentes que eran estudiantes de pregrado y posgrado de diferentes universidades del país.

La historia, lo que me inspiró

Mis padres me han enseñado todo lo que se puede lograr siguiendo el camino de la ciencia. En 2022 les manifesté mi interés por conocer la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA), una de las mejores del mundo. La visité y conocí su Departamento de Matemáticas, una experiencia que me hizo enamorar aún más de la ciencia.

En 2024 inicié un curso en el Caltech (Instituto Tecnológico de California), que me ayudó a comprender mejor la física, la astrofísica y la matemática. El mismo año asistí a la Semana Universitaria EMAVI, donde algunos investigadores presentaron proyectos sobre la preparación de los astronautas para ir al espacio, los avances en los trajes espaciales y el desarrollo de materiales para la industria aeroespacial. Al salir, pensé: “Quiero regresar en 2025, pero con mi propia investigación”.

Rick, los portales y mi idea de investigación

En 2025, con la ayuda de mi padre comencé a aprender programación mientras estudiaba astrofísica y literatura por mi cuenta. Al ver la serie Rick and Morty me llamó la atención la pistola de portales, lo que me hizo pensar: si fuera real, ¿cómo sabría dónde disparar? Concluí que para disparar primero debo saber dónde apuntar y para ello es necesario encontrar el punto más débil. Al analizar este aspecto descubrí que la computación tradicional no bastaba –pues solo permite revisar al tiempo una posibilidad–, mientras que la computación cuántica posibilita probar muchas opciones a la vez.

¿Qué es la computación cuántica? ¡Pan tostado mágico!

Imagina un pan para el desayuno: si lo pones en una tostadora corriente, el resultado es simple: o está tostado o no. Así funcionan las computadoras clásicas: la información (el bit) es 1 o 0, solo nos permite dos opciones.

Una de las primeras ideas para explicar la computación cuántica es la siguiente: imagina una tostadora cuántica, donde el pan puede estar tostado y no tostado al mismo tiempo (hasta que lo observes, y entonces elige uno de los dos estados), los computadores cuánticos usan qubits* que pueden representar varios estados a la vez, por la superposición y entrelazamiento, propiedades del mundo cuántico. Gracias a esto, los computadores cuánticos pueden explorar muchas respuestas al tiempo alcanzando velocidades asombrosas.

Con la tostadora tradicional (computación tradicional) solo puedes elegir entre pan tostado o no tostado, mientras que con la tostadora cuántica (computación cuántica), puedes probar todas las formas posibles de pan —tostado, tibio, congelado, crujiente, o perfectamente dorado— al mismo tiempo hasta obtener la tostada perfecta.

El algoritmo mágico: Grover

Para buscar ese “punto óptimo”, usé un algoritmo cuántico de Grover, que permite encontrar más rápido algo dentro de un conjunto enorme de datos: es como buscar una aguja en un pajar. Probé mi algoritmo con Qiskit ** en mi computador con Linux y luego lo ejecuté en un computador cuántico real de IBM denominado IBM Torino.

De los portales a los aviones

Mi idea puede aplicarse en la industria aeroespacial para encontrar puntos débiles en aleaciones metálicas para mejorar pruebas de resistencia sin destruir materiales, procedimiento que ahorra tiempo, dinero y mejora la seguridad.

Mi mensaje

Si les gusta la ciencia, la tecnología o el espacio, hay muchísimo por descubrir y hacer: ¡empiecen hoy! Busquen cursos gratuitos, sigan en sus redes sociales a científicos destacados y centros de investigación reconocidos, utilicen herramientas como la inteligencia artificial para aprender.

Agradezco a mis padres por acercarme e inculcarme la ciencia como una forma libre de pensamiento, en el cual el cielo no es el límite, al Colegio Alemán de Cali por su calidad educativa, a EMAVI por abrirme sus puertas, a la doctora Sandra Milena Ramos Arteaga por su guía como evaluadora de mi póster y a IBM por permitirnos soñar con la ciencia del futuro.

* Un qubit, o bit cuántico, es unidad básica de información en la computación cuántica.

** Qiskit es una plataforma libre para programar computadoras cuánticas.