¿Qué es la computación cuántica y cómo podría afectar la seguridad de un país?

El 23 de octubre, Google anunció que sus investigadores habían logrado realizar un cálculo que las supercomputadoras más grandes no podrían completar en menos de 10.000 años. Y lo hicieron en 3 minutos con 20 segundos.

Con ese cálculo, según la compañía, su laboratorio de investigación en Santa Bárbara, California, logró un hito en el que los científicos habían estado trabajando desde la década de 1980: un avance muy importante llamado “supremacía cuántica” que podría permitir que nuevos tipos de computadoras hagan cálculos a velocidades que son inconcebibles con la tecnología actual.

Ese adelanto tecnológico tan esperado podría tener implicaciones para la seguridad nacional y la criptografía e incluso abrir el camino para la creación de nuevos medicamentos. Esto es lo que necesitas saber sobre la computación cuántica y la importancia del anuncio que hizo Google.

China y Estados Unidos lo consideran una cuestión de seguridad nacional

Como todos los saltos tecnológicos, las máquinas cuánticas son un arma de doble filo: algún día podrían impulsar grandes avances en el campo de la inteligencia artificial, pero también podrían superar el cifrado que protege a las computadoras vitales para la seguridad nacional o incluso a los sitios de comercio electrónico que usamos todos los días.

Por eso, los gobiernos de Estados Unidos y China consideran que la computación cuántica es una prioridad nacional.

China está invirtiendo 400 millones de dólares en un laboratorio cuántico nacional y, en los últimos años, ha presentado casi el doble de patentes cuánticas que Estados Unidos. El gobierno de Donald Trump hizo lo propio este año con su Iniciativa Cuántica Nacional, y prometió invertir 1200 millones de dólares en investigación cuántica, incluidas las computadoras.

A medida que las máquinas mejoren con el paso del tiempo, podrían ayudar a perfeccionar la criptografía o hasta colaborar en la creación de nuevos medicamentos o materiales, dijo Daniel Lidar, profesor de la Universidad del Sur de California que se especializa en computación cuántica.

Y mientras algunos científicos trabajan en el desarrollo de computadoras cuánticas, otros están ideando técnicas de seguridad que podrían frustrar sus habilidades para descifrar códigos.

Las grandes empresas tecnológicas están tratando de dominar este campo

Resulta notable que este avance tan importante no haya provenido del gobierno de Estados Unidos o de alguna universidad, sino de una compañía mejor conocida por su plataforma de correo electrónico y su motor de búsqueda en internet.

En los últimos años, muchos de los nombres más importantes de la industria tecnológica, como Microsoft, Intel, IBM y Alibaba, han estado compitiendo por el dominio de la computación cuántica. Además, según un estudio reciente, los capitalistas de riesgo han invertido más de 450 millones de dólares en nuevas empresas que exploran esa tecnología.

Google anunció este adelanto tecnológico en un artículo publicado en la revista científica Nature, pero sus afirmaciones han incomodado a investigadores de compañías rivales que creen que el gigante de Silicon Valley está inflando sus logros.

En una publicación, IBM cuestionó la afirmación de Google de que su cálculo cuántico no podía ser realizado por una computadora tradicional. El cálculo, argumentó IBM, en teoría podría ejecutarse en una computadora actual en menos de dos días y medio, no en 10.000 años.

Cuando se publicó su artículo, Google defendió su trabajo argumentando que ya había dejado atrás las computadoras clásicas y había entrado en una “trayectoria totalmente diferente”.

“Consideramos las propuestas para avanzar en las técnicas de simulación, pero es crucial probarlas en una verdadera supercomputadora, como lo hemos hecho nosotros”, dijo un portavoz de Google en un comunicado.

La clave para la computación cuántica es el ‘cúbit’

La herramienta que Google utilizó para realizar el cálculo es un dispositivo casi mítico conocido como computadora cuántica, que opera de una manera completamente diferente a las computadoras normales, pues se basa en las complejas maneras en que algunos objetos actúan a nivel subatómico.

Las computadoras tradicionales realizan cálculos procesando “bits” de información, y cada bit contiene uno de dos valores: un 1 o un 0. Una colección de ocho bits, conocida como byte, puede almacenar un solo carácter, como la letra A.

Una computadora cuántica, por otro lado, procesa bits construidos por científicos que pueden tener los valores 1 y 0 simultáneamente. Entonces, mientras que en dos bits tradicionales puede haber solo dos valores, un par de los llamados “cúbits” puede contener cuatro valores a la vez.

Además, conforme crece el número de cúbits, una computadora cuántica se vuelve exponencialmente más poderosa: tres cúbits tienen ocho valores, cuatro cúbits tienen 16, y así sucesivamente. Eso hace que las supercomputadoras de hoy parezcan juguetes.

“Imagina que tienes 100 cúbits perfectos”, dijo Darío Gil, jefe del laboratorio de investigación de IBM en Yorktown Heights, Nueva York. “Tendrías que dedicar cada átomo del planeta Tierra a almacenar bits para describir el estado de esa computadora cuántica”.