Google y la computación cuántica

Escribe Ricardo Wehbe, docente de la Licenciatura en Ingeniería Informática de UADE

El pasado 23 de octubre, Google anunció un avance mayor fuera de sus dominios habituales: la búsqueda de información y la inteligencia artificial. Uno de sus equipos de investigación en Santa Barbara (California) logró efectuar un cálculo a través de una computadora cuántica en mucho menos tiempo que lo que les tomaría a las supercomputadoras clásicas (200 segundos contra 10 000 años, según la empresa). Con esto, han declarado poseer la “supremacía cuántica”, un concepto que se aclara más abajo.

Uno puede preguntarse: ¿cuál es el avance logrado? ¿Qué consecuencias puede tener para una persona común?

La computación cuántica utiliza los avances de la rama homónima de la física. Algunas aplicaciones que ya existen son el láser y los relojes de alta precisión. Estas aplicaciones aprovechan la extraña propiedad de que las partículas cuánticas cambian de estado no de manera continua, sino por saltos (“quanta”). Estas partículas se comportan como ondas y pueden estar en dos sitios a la vez. En la informática clásica existen bits que valen 1 o 0; en la computación cuántica existen qubits que pueden valer 1, 0 o ambos; así, un qubit puede codificar dos bits. La computadora de Google tiene 53 qubits, es decir algo más de 9 mil millones de bits. Pero la principal ventaja de las computadoras cuánticas será la de efectuar ciertas tareas en paralelo: en lugar de explorar un camino y luego el otro, podrán explorar ambos a la vez.

Las consecuencias de la existencia de computadoras cuánticas prometen ser enormes. Por ejemplo, en 1994 Peter Shor publicó un algoritmo que puede quebrar la seguridad de todas las transacciones bancarias; para ello, sólo falta disponer de una computadora cuántica. Además, podría haber avances muy importantes en la inteligencia artificial y el aprendizaje automático. Cuando se logre tener una computadora con la suficiente cantidad de qubits como para superar a cualquier supercomputadora, se habrá alcanzado la “supremacía cuántica”.

Entonces, ¿estamos cerca de todo esto? Este resultado de Google, muy importante, debe verse en un contexto de muy fuerte competitividad entre empresas. La respuesta de IBM no se hizo esperar: no son 10.000 años, sino dos días y medio; la declaración de Google de haber alcanzado la supremacía cuántica sería entonces por lo menos prematura. Esta respuesta no disimula el hecho de que por primera vez se logra un resultado tangible con una computación cuántica.

De todas maneras, todavía falta mucho para que las computadoras cuánticas formen parte (directa o indirectamente) de nuestra rutina. Los qubits son extremadamente delicados e inestables, y muy sensibles a las más ligeras perturbaciones. Los actuales prototipos están refrigerados a casi -273◦C (casi el cero absoluto) y colgados de estructuras que evitan las vibraciones; no obstante, la tasa de fallas es un problema aún no solucionado en las computadoras cuánticas, debido al ruido.

Mark Hoffman, de la Universidad de New South Wales en Australia, piensa que la computación cuántica es la carrera armamentista del siglo XXI, y el mundo científico parece darle la razón. Si bien la aparición de estos monstruos no es para mañana, el mundo de la seguridad se está preparando ante la amenaza que podrían significar para los sistemas convencionales. Y existen ya grupos de investigación en “criptografía post-cuántica” y “blockchain post-cuántico”. Por las dudas.

(*) Ricardo Wehbe: Docente de la Licenciatura en Ingeniería Informática de UADE


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