Exposición sobre mi Tesis sobre Inteligencia Artificial en Cerebros Cuanticos

2. Presentación
Escogí este tema al estar convencido que la evolución de las
computadoras, su integración a cuerpos antropomorfos y la adaptación
de un cerebro artificial, solo se puede dar a través de una maquina que
pueda pensar, razonar, sentir emociones y tener libertad, esta capacidad
humana, se llama inteligencia artificial y solo se podrá obtener a través
de la nanotecnología a niveles cuánticos, es decir en un cerebro no
electrónico cuyos limites ya los estamos viendo, sino a través de un
cerebro y una memoria ilimitada a niveles de partículas subatómica o
cuánticas.
Lic. Martin Manco Villacorta

3. Introducción
A lo largo de la historia del hombre, este ha ido
buscando y desarrollando métodos que le
permitan realizar tareas en forma efectiva y con
menor esfuerzo. De ahí que se crean por
ejemplo, programas y maquinas capaces de
realizar cálculos matemáticos de una manera
más sencilla y rápida, como lo son las
calculadoras. Un ejemplo claro de esta
búsqueda es la llamada revolución industrial, en
la que la fuerza de trabajadores se ve
reemplazada por maquinas capaces de realizar
el mismo trabajo en menor tiempo, siendo
controladas por un grupo menor de personas.
Con la llegada de la revolución industrial, el
pensamiento acerca del trabajo cambió, la
gente veía en las maquinas su futuro.

4. Una de las ultimas ambiciones perseguidas por el hombre, es
poder hacer que estas maquinas puedan valerse por si mismas,
conseguir dotarlas de pensamiento y razón, conseguir dotarlas de
“inteligencia”. Se desprende de aquí el término de “inteligencia
Artificial”, este término fue utilizado por primera vez por John
McCarthy en 1956 durante la conferencia de Darmouth, en la que
se discutió la posibilidad de construir maquinas inteligentes. Los
primeros investigadores de esta innovadora ciencia, postularon: “El
cerebro es un solucionador inteligente de problemas, de modo que
imitemos al cerebro” (basándose en la “neurona de McCulloch”).
Aunque aun no se ha logrado crear una maquina “inteligente”, el
debate de si las maquinas deben o no poseer inteligencia que
compita con la del ser humano y las consecuencias que estas
conllevarían, sigue latente y sobre el tema existen varias posturas
a favor y en contra. Podemos darnos cuenta de ello al buscar el
tema en libros y películas no necesariamente científicas. Se han
realizado películas como: “yo robot” de Isaac Asimov, “Inteligencia
Artificial” de Steven Spielberg, “2001 odisea del espacio” de
Stanley Kubrich, “Matrix” de Larry y Andy Wachowski y el clásico
“Star Wars” de George Lucas, “El Hombre Bicentenario”, así como
muchas otras, que nos dan una postura respecto al tema. Cabe
preguntarnos que de ser posible construir maquinas dotadas de
inteligencia comparable a la nuestra, ¿debemos hacerlo?

5. Desarrollo Histórico de la
“Inteligencia Artificial”
En 1769 el barón húngaro
Wolfgang Von Kempelen de
Pressburg construye “El Turco”,
una especie de robot jugador de
ajedrez con la forma de un turco
de tamaño natural sentado
frente a un mueble que sostenía
un tablero de ajedrez con
contadores magnéticos. El turco
recorrió toda Europa derrotando
a sus competidores incluidos
personajes como Jorge III,
Federico el Grande y Napoleón.

6. En 1768 el relojero suizo Pierre
Jacquet-Droz construye al
“escriba”, cuyo nombre es
Charles, al que se le puede
equipar para escribir cualquier
mensaje con un máximo de 40
caracteres, lo que hace de él
una de las primeras maquinas
programables.

7. ¿Que es la Inteligencia artificial?
La inteligencia artificial (AI sus siglas en
ingles) es aquella ciencia que trata de explicar
el funcionamiento mental basándose en el
desarrollo de algoritmos para controlar
diferentes cosas. La inteligencia artificial
combina diversos campos, como la robótica, los
sistemas expertos y otros, los cuales tienen un
mismo objetivo, que es crear maquinas que
puedan pensar por si solas. La idea de
construir una maquina que pueda pensar por si
sola es para que realice cosas que nosotros
hacemos o necesitamos llevar a cabo, pero
para que las computadoras o programas se
ganen el titulo de "pensantes" primero deben
ser capases de mantener un dialogo con un ser
humano, ya que hasta el momento las
computadoras solo pueden ejecutar las
ordenes que nosotros les damos, pero no
saben que están realizando, ya que no son
concientes de ellas mismas.

8. Se dice que la Ai es un campo que por sus
investigaciones trata de ser independiente de la
informática, y se autodefine como la técnica del
software que los programas utilizan para dar
solución a algún tipo de problema, pero tratando
de asemejar el comportamiento inteligente que
se observa en la naturaleza del hombre, es
decir, trata de resolver problemas y tomar
decisiones similares a las que tomamos los
seres humanos al afrontar la vida diaria ,
realizando programas que aumenten la
inteligencia de ellas mismas , el objetivo de las
investigaciones de la Ai es aumentar la utilidad
de las maquinas y sus procesos. Es por eso que
una de las pretensiones de la Ai es construir
replicas de la red neuronal del cerebro humano
e intentar imitar el comportamiento de este con
una computadora.

9. La Inteligencia artificial tiene como objeto
fundamental el de dotar al computador de algunas
capacidades inteligentes del ser humano, La
operación de tal objetivo necesita abordar y
responder dos cuestiones fundamentales:
A) La forma en que el ser humano aprende,
aspecto conocido como adquisición o modelación
del conocimiento.
B) La forma en que el ser humano estructura o
representa el conocimiento preciso o impreciso,
cuando lo ha adquirido.
Dar respuestas a estas interrogantes tan profundas
ha requerido un gran esfuerzo, del cual han
participado varias disciplinas entre ellas la
Psicología

10. Fundamentos y filosofía
Gran parte de esta ciencia se junta con temas en la filosofía
de la mente, pero hay ciertos temas particulares a la IA. Por
ejemplo:
¿En qué consiste la inteligencia? ¿Cómo la
reconoceríamos en un objeto no humano, si la tuviera?
¿Qué sustancia y organización se requiere? ¿Es posible
que una criatura hecha de metal y silicio, por ejemplo,
posea una inteligencia comparable a la humana?
Aunque una criatura no orgánica pudiera solucionar
problemas de la misma manera que un humano, ¿tendría o
podría tener consciencia y emociones?
Suponiendo que podemos hacer robots con una inteligencia
comparable a la nuestra, ¿debemos hacerlo?

11. Escuelas de pensamiento
La IA se divide en
dos escuelas de
pensamiento, la
inteligencia artificial
convencional y la
inteligencia
computacional.

12. Inteligencia artificial convencional
La inteligencia artificial convencional tiene que ver con
métodos que actualmente se conocen como máquinas
de aprendizaje, se caracteriza por el formalismo y el
análisis estadístico. Algunos métodos de esta rama
incluyen:
Sistemas expertos: aplican capacidad de razonamiento
para lograr una conclusión. Un sistema experto puede
procesar una gran cantidad de información conocida y
proveer conclusiones basadas en ésta.
Razonamiento basado en casos
Red bayesiana: un modelo de representación del
conocimiento basado en teoría de la probabilidad.
Inteligencia artificial basada en comportamientos:
método modular para construir sistemas de IA
manualmente.

13. Inteligencia artificial computacional
La inteligencia computacional implica desarrollo o
aprendizaje iterativo (p.ej. modificaciones iterativas de
los parámetros en sistemas conexionistas). El
aprendizaje se realiza basándose en datos empíricos.
Algunos métodos de esta rama incluyen:
Redes neuronales: sistemas con grandes capacidades
de reconocimiento de patrones.
Sistemas difusos: técnicas para lograr el razonamiento
bajo incertidumbre. Ha sido ampliamente usada en la
industria moderna y en productos de consumo masivo,
como las lavadoras.
Computación evolutiva: aplica conceptos inspirados en
la biología, tales como población, mutación y
supervivencia del más apto para generar soluciones
sucesivamente mejores para un problema. Estos
métodos a su vez se dividen en algoritmos evolutivos
(ej. algoritmos genéticos) e inteligencia colectiva (ej.
algoritmos hormiga)

14. Aplicaciones en distintos campos
Gestión y control: análisis inteligente, fijación de objetivos.
Fabricación: diseño, planificación, programación, monitorización,
control, gestión de proyectos, robótica simplificada y visión
computarizada.
Educación: adiestramiento práctico, exámenes y diagnóstico.
Ingeniería: diseño, control y análisis. (Autocad)
Equipamiento: diseño, diagnóstico, adiestramiento,
mantenimiento, configuración, monitorización y ventas.
Cartografía: interpretación de fotografías, diseño, resolución de
problemas cartográficos.
Profesiones: abogacía, medicina, contabilidad, geología, química y
Ejercito.
Software: enseñanza, especificación, diseño, verificación,
mantenimiento.
Sistemas de armamento: guerra electrónica, identificación de
objetivos, control adaptativo, proceso de imágenes, proceso de
señales.
Proceso de datos: educación, interface en lenguaje natural,
acceso inteligente a datos y gestores de bases de datos, análisis
inteligente de datos.
Finanzas: planificación, análisis, consultoría.

16. Médicos de la “I.A”
En términos generales el diagnóstico
médico es fundamentalmente el
proceso de identificar la enfermedad
que esta sufriendo un paciente, para
de esta manera poder determinar
cual es la mejor forma para tratarla;
siendo éste uno de los temas más
explotados en la ciencia de la
computación desde hace ya un
tiempo, especialmente en el campo
de la Inteligencia Artificial, se han
logrado desarrollar programas que
basándose en los síntomas del
paciente y sus factores, emiten un
diagnostico dando recomendaciones
y recetando medicamentos.

17. Sistemas expertos y sistemas
basados en conocimiento
Un sistema experto (SE) es una aplicación
informática que soluciona problemas
complicados que de otra forma exigirían
ampliamente la pericia humana. Para lograr
este, se simula el proceso de razonamiento
humano mediante la aplicación específica
de conocimientos y de inferencias.
Internamente un SE ideal se puede
caracterizar como un sistema que
comprende:
a) Amplio conocimiento especifico a partir
del campo de interés.
b) aplicación de técnicas de búsqueda
c) Soporte para análisis Heurístico
d) Habilidad para inferir nuevos
conocimientos a partir de conocimientos ya
existentes. e) Procesamiento de símbolos
f) Capacidad para explicar su propio
razonamiento.

18. Tipos de Sistemas expertos
a) De interpretación: Infieren hechos y significados a partir de datos, de
aplicación preferentemente química, medica, geológica y en el área militar.
b) De predicción: Estiman la evolución de una situación considerando
posibles escenarios futuros. Se aplican a situaciones propias de transito
aéreo y en defensa.
c) De diagnostico: Informan acerca de un malfuncionamiento en los
sistemas, permitiendo corregir errores . Las aplicaciones más relevantes se
encuentran en la medicina, en el diseño de circuitos electrónicos y en la
detección de averías de instalaciones mecánicas o eléctricas.
d) De diseño: Desarrollan configuraciones de objetos . De gran aplicación
en biología molecular y en electrónica.
e) De planificación: Permiten diseñar acciones aconsejables de
emprender, previas ala toma de decisiones . Aplicaciones en las áreas
militar, química y electrónica son las más relevantes.
f) De monitoreo: Comparan el comportamiento real con el esperado en un
sistema. Se utilizan en instrumentos médicos y en mecanismos de control
de plantas complejas.
g) De corrección de errores: Proponen soluciones al malfuncionamiento
de sistemas. Se utilizan preferentemente en calibración de equipos
computacionales , en selección de procedimientos destinados a la
reparación de grandes motores y en faenas de reemplazo y tendido de
cable telefónico.
h) De instrucción: Detectan, diagnostican y corrigen errores conductuales
en estudiantes.

19. Redes Neuronales
Una Red Neuronal Artificial (RNA) es un modelo que emula una Red
Neuronal Biológica. Este concepto es usado para implementar
simulaciones de software en procesos paralelos masivos que
envuelven el procesamiento de elementos interconectados en una
arquitectura de red. Las neuronas artificiales reciben entradas que son
equivalentes a los impulsos eléctricos de las dendritas de las neuronas
biológicas reciben de otras neuronas. La salida de la neurona artificial,
equivale a la señal enviada fuera de la neurona biológica a través de
su axón. Estas señales artificiales pueden ser cambiadas del mismo
modo en que ocurren los cambios físicos en la sinapsis de la neurona
biológica.

20. La lógica borrosa o difusa
Se basa en lo relativo de lo
observado. Este tipo de lógica
toma dos valores aleatorios,
pero contextualizados y
referidos entre sí. Así, por
ejemplo, una persona que
mida 2 metros es claramente
una persona alta, si
previamente se ha tomado el
valor de persona baja y se ha
establecido en 1 metro.
Ambos valores están
contextualizados a personas y
referidos a una medida
métrica lineal.

21. Aplicaciones
Sistemas de control de acondicionadores de aire
Sistemas de foco automático en cámaras fotográficas
Electrodomésticos familiares (frigoríficos, lavadoras...)
Optimización de sistemas de control industriales
Sistemas de reconocimiento de escritura
Mejora en la eficiencia del uso de combustible en
motores
Sistemas expertos del conocimiento (simular el
comportamiento de un experto humano)
Tecnología informática
Bases de datos difusas: Almacenar y consultar
información imprecisa. Para este punto, por ejemplo,
existe el lenguaje FSQL.
...y, en general, en la gran mayoría de los sistemas de
control que no dependen de un Sí/No.

22. Cerebro Artificial
Es la parte cognitiva de la
computadora, alojada en
una intrincada red de
neuronas artificiales y que
busca simular, la actividad
cerebral del hombre.

23. Cerebro Cuantico
Es un cerebro artificial, que en ves usar
la lógica binaria y los bits por impulso
electrónico, realiza las operaciones en
bits cuánticos, llamados qubits. Un qubit
al igual que un bit clásico puede estar en
dos estados, cero o uno, asi mismo usa
la lógica difusa. El qubit se diferencia del
bit clásico en que, debido a las
propiedades de la mecánica cuántica,
puede estar simultáneamente en ambos
estados. Un qubit que contiene
los valores cero y uno a la vez se dice
que está en superposición de los
estados cero y uno. Este estado de La Superposición
superposición es persistente hasta que Coherente de bits
el qubit es externamente medido. Al
medir un qubit, su estado se ve forzado cuánticos (Qubits),
a tomar un solo valor. Porque la permite que un bit
medición determina el valor del qubis,
los posibles estados que existen deben posea dos valores (0 y
describirse antes de realizar la medición 1) a la vez.
en términos de su probabilidad de
ocurrencia.

24. La Computación Cuántica
En esencia, consiste en un sistema
mecanocuántico superpuesto, que
permite que cada uno de los estados
que forman la superposición realice
un proceso de cómputo. De este
modo, el cálculo se realizaría de
manera pa-ralela a través de tantos
canales como estados formen la
superpo-sición. Una vez realizados
todos los cómputos a través de los
diver-sos canales superpuestos, se
produciría la descoherencia del
sistema –colapso de la función de
onda–, que daría lugar al resultado
del cómputo.

25. La informática cuántica
Descansa en la física cuántica sacando partido de algunas
propiedades físicas de los átomos o de los núcleos que permiten
trabajar conjuntamente con bits cuánticos (en el procesador y en la
memoria del ordenador. Interactuando unos con otros estando
aislados de un ambiente externo los bits cuánticos pueden ejecutar
cálculos exponenciales mucho más rápidamente que los
ordenadores convencionales.
Mientras que los computadores tradicionales codifican información
usando números binarios (0, 1) y pueden hacer solo cálculos de un
conjunto de números de una sola vez cada uno, las computadoras
u ordenadores cuánticos codifican información como serie de
estados mecánicos cuánticos tales como direcciones de los
electrones o las orientaciones de la polarización de un fotón
representando un número que expresaba que el estado del bit
cuántico está en alguna parte entre 1 y 0, o una superposición de
muchos diversos números de forma que se realizan diversos
cálculos simultáneamente.
En resumen, hablamos de computadores u ordenadores cuyo
comportamiento es determinado de forma importante por leyes de
la mecánica cuántica. El sistema descrito está formado por bits
cuánticos (quantum bits) o qubits, y pueden ser por ejemplo:
núcleos, puntos cuánticos semiconductores y similares.

26. Origen de la computación cuántica
La empresa canadiense D-Wave Systems
había supuestamente presentado el 13 de
febrero de 2007 en Silicón Valley, una
primera computadora cuántica comercial de
16-qubits de propósito general; luego la
misma compañía admitió que tal máquina
llamada Orión no es realmente una
Computadora Cuántica, sino una clase de
máquina de propósito general que usa algo
de mecánica cuántica para resolver
problemas.

27. Diferencia entre Bit y Q-bit

28. Diferencia de Registro

29. Procesador Cuantico

30. Logica cuantica

32. La esfera de Bloch
Es una representación de un
qubit, el bloque de construcción
fundamental de los computadores
cuánticos.

33. CRIPTOLOGIA CUANTICA
utiliza principios de la mecánica
cuántica para garantizar la absoluta
confidencialidad de la información
transmitida.
La criptografía cuántica como idea se
propuso en la década del 70, pero no
es hasta 1984 que se publica el primer
protocolo.

34. CONCEPTOS BÁSICOS DE
CRIPTOGRAFIA
Superposición
Colapso de estados
Incertidumbre
Entrelazamiento

35. Principio básico de la
criptografía cuántica
La criptografía cuántica hace
uso de dos canales de
comunicación entre los dos
participantes. Un canal
cuántico, el cual tiene un único
sentido y que generalmente es
una fibra óptica. El otro es un
canal convencional, público y
de dos vías, por ejemplo un
sistema de comunicación por
radio que puede ser
escuchado por cualquiera que
desee hacerlo.

36. El Algoritmo BB84

37. Dos protocolos distintos
BB84
se publicó en 1984 por Charles Bennett y
Gilles Brassard y con él se produce el
nacimiento de la criptografía cuántica. En
este protocolo, la transmisión se logra utilizando
fotones polarizados enviados entre el emisor
(tradicionalmente de nombre Alice) y el receptor
(de nombre Bob) mediante un canal cuántico,
por ejemplo, una fibra óptica. . Por otro lado,
también se necesita la existencia de un canal
público

38. Primer paso: El protocolo
comienza cuando Alice
decide enviar una secuencia
de fotones polarizados a Bob.
Segundo paso: Como Bob
no sabe las bases que ocupó
Alice para generar los
fotones, no le queda otra
opción más que medir la
polarización de los fotones
usando una base aleatoria
generada por él.
Tercer paso: Alice y Bob se
contactan por medio del canal
público para comunicarse las
bases que utilizaron para
generar y leer
respectivamente: Bob envía
las bases que él uso y Alice
envía las bases que ella usó.

39. Cuarto paso: Dado que puede existir alguna
impureza en el canal cuántico o, peor aun, un
intruso pudo haber interceptado la transmisión
de fotones, la polarización de los fotones pudo
haber sido alterada por lo que Alice y Bob
deben comprobar que efectivamente los bits
que no fueron descartados coinciden en su
valor.
Quinto paso: Para codificar un mensaje se
puede utilizar el mismo canal cuántico con
fotones polarizados, o utilizar el canal público
cifrando el mensaje con un algoritmo de
cifrado, ya que la clave para el cifrado se ha
transmitido de manera absolutamente segura.

40. Seguridad de la criptografía
cuántica
A diferencia de los métodos
convencionales que basan su seguridad
en principios matemáticos, la criptografía
cuántica se basa en principios físicos. Ya
que por las leyes de la física cuántica es
imposible medir un estado cuántico de un
sistema sin alterarlo y según los físicos
nunca va a ser posible. Se cree que la
criptografía cuántica es un criptosistema
indestructible.

41. Tres leyes de la robótica o Leyes Asimov de
la Robótica
Un robot no debe dañar
a un ser humano o, por
su inacción, dejar que un
ser humano sufra daño.
Un robot debe obedecer
las órdenes que le son
dadas por un ser
humano, excepto si
estas órdenes entran en
conflicto con la Primera
Ley.
Un robot debe proteger
su propia existencia,
hasta donde esta
protección no entre en
conflicto con la Primera
o la Segunda Ley.

42. Ley Manco de la Robótica
1. Un robot no pretenderá ser un ser
humano, aunque sus habilidades o
libertades o su estructura lo hagan
parecerse a uno.
2. Un robot no pretenderá ser superior a un
ser humano, aunque sus habilidades o su
tiempo de existencia lo pudiera hacer
pensar así.
3.- En concordancia con las 4 leyes asimov,
un robot no usara armas contra otro de su
misma especie salvo para salvar una vida
humana.
4.- Un robot una vez que conozca la
naturaleza de su inteligencia y que puede
reprogramar sus decisiones dejara de
aprender a matar en guerra, si su creador
humano así lo programo.
5.- Un robot asimilara el hecho de
pertenecer a una nueva raza y especie
inteligente, la del silicio; y, en su memoria
estará presente, que es creación del
hombre.

43. ¿La Conciencia será Artificial?
Una nueva teoría científica establece que la
conciencia tiene un sustrato físico formado por
los campos electromagnéticos del cerebro, los
cuales pueden ser recreados artificialmente.
Si la teoría, que ha suscitado polémica, llegara a
ser verdadera, revolucionaría nuestra visión del
mundo y de la conciencia.

44. Conclusión
¿Superara algún día la inteligencia artificial a la
humana? es imposible no hacerse esta pregunta al
pensar en el aumento de la IA en nuestro mundo. Como
menciono, hace un par de décadas una computadora fue
capaz de ganarle una partida de ajedrez a un humano
(Deep Blue), claro esta que esto no tendría mayor
trascendencia, si a quien venció no hubiese sido Gary
Kasparov el campeón mundial en este rubro. A primera
vista podría pensarse que la maquina fue superior al
hombre , pero esto no es así dado que esta maquina es
un ejemplo de fuerza bruta aplicada a resolver un
problema especifico a base de hacer millones de
pruebas y seleccionar la mejor, pero claro esta que esta
brillante maquina no seria capaz de distinguir entre un
hombre y otro. Es por eso que a futuro se espera una
creación de una inteligencia artificial mas flexible, que no
este restringida y cerrada solo a un área y destinado a
resolver un problema en particular, sino que como su
contrapartida orgánica, pueda brillar en cada área del
conocimiento intelectual, esto se espera dado el
aumento el hardware, cada vez mas poderos y mas
barato, en cerebros artificiales cuanticos, con algoritmos
muy eficientes.

45. GRACIAS