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Computación cuántica: la bomba nuclear del mundo digital

El supercomputador cuántico Zuchongzhi, desarrollado por investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China. / ZUCHONGZHI-QUANTUM-COMPUTER

En la guerra moderna, la forma de disuasión más efectiva es, sin duda, la capacidad nuclear, pues el grado del daño que puede causar obliga a las potencias mundiales a ser muy cautas ante un posible conflicto bélico. Según el Stockholm International Peace Research Institute (SIPRI), existen actualmente contabilizadas más de 14.400 armas nucleares que permanecen en manos de nueve países: Estados Unidos, Rusia, Reino Unido, Francia, China, India, Paquistán, Israel y Corea del Norte, aunque destacan principalmente dos que concentran cerca del 92%: Rusia y EE. UU. Sin embargo, con el avance de la digitalización y la tecnología informática, nos estamos moviendo hacia otra capacidad que podría rivalizar con las armas nucleares en la carrera armamentística mundial, aunque sin pérdidas de vidas inocentes: la computación cuántica. Pero ¿qué hay detrás de esta tecnología?

Lo primero que tenemos que saber es que los ordenadores cuánticos funcionan de manera distinta a los ordenadores tradicionales, y las unidades mínimas de información que utilizan son diferentes: “bits” y “cúbits”. Cualquier elemento de un ordenador clásico está escrito en un código binario (1 o 0), que se traduce en electricidad: si el voltaje es alto se representa en 1, si es más bajo se representa en 0. En la computación cuántica el valor son los cúbits que pueden ser 1, 0 o 1 y 0 a la vez, y se incorporan fenómenos que ocurren en la física cuántica, como la superposición y el entrelazamiento a escala atómica. Esto hace que los cúbits, a diferencia de los bits, puedan tomar varios valores a la vez, lo que supone incrementar exponencialmente la potencia de cálculo. Ante un problema complejo y lento, como tratar de descifrar datos muy cifrados, un ordenador normal tardaría un plazo de tiempo inasumible, que puede llegar a miles de años, pero un ordenador cuántico, en teoría, podría hacerlo en minutos o segundos.

Ningún cifrado existente en la actualidad podría ocultarse

Hasta ahora Europa y Estados Unidos han liderado la investigación en el ámbito de la ciencia de la información cuántica (QIS, por sus siglas en inglés), pero en Europa nos estamos quedando rezagados en la parte industrial relacionada con la construcción de los ordenadores cuánticos. Sin embargo, en Estados Unidos, y sobre todo en China, han hecho unas inversiones inmensas y esto les ha permitido hacer algunos avances importantes que se han visto reflejados en el procesador Sycamore de Google, que ha llegado a los 54 cúbits, o el procesador chino Zuchongzhi, que lo ha superado y ha alcanzado los 66 cúbits. Pero realmente la computación cuántica está todavía en una fase inicial, y aún existen retos importantes que hay que superar. Para que los cálculos que efectúa el procesador cuántico sean correctos es imprescindible controlar los cúbits con mucha precisión, garantizando que permanecen aislados y en un entorno de mínima energía que evite que cambien de estado cuántico de forma espontánea como consecuencia de perturbaciones externas. Los prototipos actuales son muy sensibles y sufren errores, y para evitarlo hay que aislar el sistema muy bien, para que los átomos estén muy quietos y nada los haga colisionar e interactuar con el entorno. Tener esta quietud requiere una temperatura constante de -273,13º C y unos procesos muy estables, sin apenas presión atmosférica y asilados del campo magnético terrestre. Es lo que los expertos denominan “controlar el ruido”.

Esta tecnología puede destruir Bitcoin y todas las criptomonedas

Ahora que entendemos los fundamentos básicos de la computación cuántica, la reflexión que procede hacer es calibrar cómo afectará esta nueva tecnología a la sociedad y a nuestra vida cotidiana. A pesar de que la computación cuántica podría suponer grandes avances en la industria farmacéutica, en la creación de nuevos materiales, o incluso para resolver los misterios que todavía existen en el micro y macrocosmos, muchos expertos aseguran que los ordenadores cuánticos, más que convertirse en herramientas de creación, podrían convertirse en herramientas de destrucción. Sabemos que las computadoras utilizan el cifrado de datos para asegurar su información y comunicación. De forma sencilla, se podría explicar diciendo que existen mecanismos de cerraduras y llaves virtuales, y que todo esto implica el uso de algoritmos. Uno de los más populares es el RSA, el más utilizado y considerado como muy seguro, pues está basado en criptografía asimétrica, con claves diferentes para el encriptado y el desencriptado, lo que equivaldría a utilizar una caja fuerte con dos cerraduras, cada una con una llave; una para cerrarla, y otra para abrirla, lo cual resuelve el problema del intercambio de la llave, o de la clave. Actualmente, para descifrar un paquete de datos o una contraseña cifrada por RSA, un ordenador debe hacer cálculos que abarcarían décadas y, mientras tanto, si se actualizara la contraseña, comenzaría nuevamente el contador desde cero. Es decir, no es imposible, solo es extremadamente lento dada nuestra potencia informática actual. Pero la computación cuántica disminuye el tiempo para un cálculo tan largo a tan solo unos segundos o minutos, lo que hace que la mayoría de los algoritmos sean inútiles y que los canales de comunicación en Internet junto con todos los dispositivos puedan ser fácilmente pirateados.

La consecuencia de disponer de una computadora cuántica en funcionamiento es que el país que la posee podría apoderarse por completo del ciberespacio, obteniendo datos e información sensible de los rivales, o dañando y destruyendo algunos de los servicios más esenciales o primordiales, especialmente las Infraestructuras Críticas: centrales eléctricas o nucleares, sistema de aguas, hospitales, sistema financiero, transporte ferroviario, aeropuertos, o las telecomunicaciones. Incluso las criptomonedas y el blockchain a nivel mundial sucumbirían ante los ordenadores cuánticos. Esta capacidad en el ciberespacio puede conducir aún más a la polarización en todo el mundo, y ser un desafío directo a la soberanía y la libertad de las naciones y sus ciudadanos. Es cierto que podrían surgir nuevas soluciones como el diseño de algoritmos basados en criptografía cuántica, pero, mientras eso no ocurra, debemos ser conscientes del poder que estamos desatando. La carrera de la computación cuántica está en marcha. China y Estados Unidos se están tomando este tema muy en serio. ¿Qué estrategia vamos a seguir en Europa?

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