La tecnologÃa cuántica promete revolucionar la computación, proporcionando ganancias exponenciales en el poder de procesamiento. En su blog corporativo, la empresa Gemalto describe cómo funciona y cómo podrÃa afectar a la seguridad digital.
¿Por qué necesito saber acerca de la computación cuántica?
Porque está configurada para transformar el mundo de la tecnologÃa, al redefinir los lÃmites de la capacidad de procesamiento de datos. Como resultado, tiene el potencial de abordar todo tipo de desafÃos cientÃficos. El hecho de que compañÃas como Google e IBM estén invirtiendo mucho en esta tecnologÃa sugiere que este potencial se aprovechará pronto.
¿Cómo funciona?
Para responder a esa pregunta de manera integral se requerirÃa un tÃtulo en FÃsica de PartÃculas. La forma más fácil de entenderla es comenzar con la computación tradicional, que codifica los datos como una serie de ceros y unos.
La computación cuántica explota el comportamiento peculiar de las partÃculas subatómicas, que pueden estar en dos estados al mismo tiempo (una propiedad que se llama “superposición”). Esto significa que un bit cuántico (o qubit) puede ser un uno y un cero al mismo tiempo.
¿Por qué es útil?
La combinación de grandes cantidades de qubits significa que la cantidad de estados que podrÃan representar aumenta exponencialmente, lo que hace posible calcular millones de posibilidades instantáneamente. Es por eso que la computación cuántica acelera el procesamiento de datos, lo que hace posible resolver problemas más allá del alcance de las computadoras tradicionales.
Para dar un ejemplo simple, imagine que desea programar una computadora para encontrar una persona especÃfica en una guÃa telefónica que contenga 100 millones de nombres. Un algoritmo de búsqueda tradicional tomarÃa 50 millones de operaciones, en promedio, para ubicarlos; un algoritmo de búsqueda cuántica sólo necesitarÃa 10,000.
¿Qué otras aplicaciones prácticas hay?
Los expertos dicen que uno de los primeros usos prácticos será en simulaciones de quÃmica, al modelar el comportamiento de moléculas y átomos como parte del desarrollo de nuevos fármacos y materiales.
Pero las aplicaciones no serán sólo cientÃficas. En banca, por ejemplo, la computación cuántica podrÃa usarse para crear sistemas de gestión de riesgos que sean mejores para modelar las exposiciones financieras de un banco y calcular las pérdidas potenciales.
Otra aplicación podrÃa ser en el campo de la inteligencia artificial, donde las computadoras cuánticas podrÃan ayudar a los algoritmos de aprendizaje automático a dominar las tareas complejas mucho más rápido de lo que actualmente pueden.
¿Esto ya está sucediendo?
Aún no del todo. El problema es que los qubits son difÃciles de manejar. Pequeños cambios en la temperatura y el ruido pueden intercambiar unos y ceros, o arruinar una superposición crucial. Esto significa que los qubits deben protegerse cuidadosamente y operarse a temperaturas extremadamente frÃas. Los planes para computadoras cuánticas suponen que una cantidad significativa de la potencia de un procesador cuántico tendrá que usarse para corregir sus propios errores, causados ​​por fallar qubits.
Sin embargo, se está progresando, y los investigadores están reuniendo gradualmente un mayor número de qubits; IBM ha anunciado un chip con 50 qubits y el último de Google tiene 72. Sin embargo, una computadora cuántica que funcione necesitarÃa miles. Es por eso que el verdadero avance es probablemente dentro de cinco a 10 años.
¿Cómo afectará la computación cuántica a la seguridad digital?
La potencia de procesamiento adicional proporcionada por la computación cuántica inevitablemente será utilizada por algunas personas con propósitos no éticos, y sin duda hará que sea más fácil romper algunos algoritmos criptográficos.
En el lado positivo, la computación cuántica también puede usarse para fortalecer la seguridad. En un artÃculo reciente, la experta en criptografÃa de Gemalto, Aline Gouget, escribió: “Estamos trabajando en el diseño de productos que incorporan la llamada capacidad de agilidad criptográfica. Esto permite que se cargue un software que podrÃa reemplazar claves y algoritmos, en el momento en que queden obsoletos. El potente mecanismo permite mantener una flota de productos resistentes, incluso cuando se descubre que los algoritmos son vulnerables”.
¿Entonces, en última instancia, la computación cuántica es algo bueno?
Absolutamente. Piense en todos los beneficios que las computadoras convencionales nos han brindado, y luego imagine lo que sucederá cuando la computación cuántica proporcione un poder de procesamiento enormemente mejorado. No podemos predecir todas las consecuencias, pero será fascinante ver cómo la computación cuántica comienza a alcanzar la corriente principal.
