Hacia un mundo cuántico: la evolución tecnológica en la próxima década

Hacia un mundo cuántico: la evolución tecnológica en la próxima década

Estamos llegando al dominio de la materia y solo podemos intuir consecuencias que de ahí se deriven.

Inteligencia artificial

Hacia un mundo cuántico: la evolución tecnológica en la próxima década.

Foto:

iStock

Por: José Ignacio Latorre
16 de diciembre 2019 , 01:20 p.m.

Los humanos avanzamos inexorablemente hacia una sociedad dominada por la tecnología avanzada. Estamos rodeados por todo tipo de máquinas que nos asisten, por pantallas con las que interactuamos, por teléfonos móviles que nos permiten comunicarnos de forma inmediata con personas en cualquier lugar de la Tierra. Es impresionante.

Nuestra relación con la tecnología en el día a día nos puede parecer mágica. A modo de ejemplo, consideremos el sistema de geoposicionamiento GPS. Si un humano de siglos anteriores despertase en nuestra sociedad actual, atribuiría la capacidad de localización de nuestro teléfono a un dios misterioso y omnipresente que siempre sabe dónde estamos.

Pero lo cierto es que el sistema GPS se basa en relojes atómicos llevados por una treintena de satélites en órbita alrededor de la Tierra. Estos relojes, cuya precisión es de un segundo en un millón de años, permiten emitir de forma sincronizada señales electromagnéticas que interfieren en nuestro teléfono. Los cálculos necesarios para resolver esta interferencia y determinar nuestra posición sobre la tierra emplean las ecuaciones de la teoría de la Relatividad Especial y de la Relatividad General. Un GPS es una obra maestra de la tecnología que involucra relatividad, mecánica cuántica y las disciplinas derivadas de ella. Sí, es impresionante.

Pero la historia del GPS no termina aquí. Nuestra localización sobre la Tierra es enviada por nuestro móvil a empresas que dan servicios en internet. Al recoger de forma continuada las posiciones de nuestros teléfonos, la empresa nos puede informar de posibles atascos en el tráfico, de nuestro exceso de velocidad al conducir o de nuestras ubicaciones en el pasado. Estamos dando un paso más adelante: desarrollamos un sistema primitivo de inteligencia artificial que nos asiste.

Sin saberlo, sin reflexión, vivimos a caballo del éxito tecnológico que hemos fraguado a lo largo de siglos. Y sin saberlo, la inteligencia artificial avanza como una marea que impregna toda nuestra sociedad, nuestra economía, nuestras relaciones personales.

Todo este asombroso avance se hace sin reflexión ética. Vale la pena hacer una pausa en esta enloquecida adopción de nuevas tecnologías e intentar comprender el contexto. ¿Cómo hemos llegado aquí? ¿Qué nos espera? Empecemos con un breve recorrido de tres etapas:

1) Los humanos hemos creado máquinas fuertes que nos superan ampliamente en todas las tareas físicas que necesitemos realizar. Tenemos grúas, ascensores, coches, barcos, podemos mover masas enormes o desplazarnos a velocidades increíbles. El dominio de máquinas fuertes ha conllevado el debilitamiento de nuestro cuerpo, nos ha hecho perezosos.

2) Los humanos hemos construido máquinas que calculan. Desde la creación del primer transistor en 1947, el progreso de miniaturización y empaquetamiento de unidades de cálculo es deslumbrante. Un teléfono actual opera con un chip que tiene unos 10.000 millones de transistores. Nuestros ordenadores computan cantidades ingentes de datos. Toda nuestra sociedad se organiza mediante el uso de una tupida red de ordenadores que intercambian y procesan una ingente cantidad de información. El dominio de máquinas que calculan ha conllevado el debilitamiento de nuestra habilidad de cálculo. Nadie quiere dividir por siete de memoria. Las máquinas nos han hecho perezosos intelectualmente.

3) Los humanos hemos creado máquinas que deciden. Algoritmos basados en redes neuronales profundas son capaces de reconocer imágenes, de generar voz artificial, de traducir textos entre idiomas. Podemos crear programas que hacen diagnóstico médico o que asisten a un juez. Hemos aprendido a aprender. Esas nuevas máquinas no son físicas, son algoritmos sutiles. El futuro previsible es que los humanos nos deleguemos vastamente en ellos y, en consecuencia, nos debilitemos éticamente.

Estamos dando un paso más adelante: desarrollamos un sistema primitivo de inteligencia artificial que nos asiste

La evolución tecnológica parece estar orientada a crear una inteligencia artificial que nos asista y, tal vez, que nos supere. El desarrollo de esta nueva generación de máquinas pensantes precisa de un enorme poder de cálculo. Queremos dotar a una máquina de toda nuestra inteligencia biológica que halla su soporte en cientos de miles de millones de neuronas altamente conectadas. Además, queremos entrenar a esta nueva inteligencia artificial en un pequeño lapso de tiempo, en lugar de los dos millones de años que lleva el Homo sapiens sobre la tierra. La inteligencia artificial devora horas de cálculo. Si tuviéramos ordenadores más potentes, el progreso para crear entes autónomos y sabios sería más acelerado.

Los humanos sí estamos desarrollando una nueva generación de máquinas que calculan, hemos construido los primeros ordenadores cuánticos.

Un ordenador cuántico es muy diferente de un ordenador clásico. Un PC, que es un ordenador clásico, logra hacer cálculos usando flujos de electrones que transitan por puertas lógicas. A pesar de que se trata de una hazaña tecnológica mayúscula, un chip clásico hace un uso burdo de las leyes de la física. Cada unidad de información, o bit, está representado por el estado de muchísimos átomos. En el fondo, estamos matando moscas con un cañón. En cambio, un ordenador cuántico es una máquina refinada que utiliza los elementos básicos y las leyes más profundas de la naturaleza: los principios de la mecánica cuántica.

La verdadera sorpresa es que un ordenador cuántico no sigue las lógica clásica. Un ordenador clásico procesa bits, que corresponden a un 1 o un 0. Lo importante es la letra ‘o’, un ordenador clásico procesa 1 ‘o’ 0. Lo uno ‘o’ lo otro. Por su parte, un ordenador cuántico transforma un cálculo en la evolución de la función de onda que describe al sistema físico. Según las leyes de la mecánica cuántica, la función de onda puede hallarse en la superposición de dos estados, puede estar en 1 y 0. Lo importante es la letra ‘y’, un ordenador cuántico procesa las diferentes opciones en paralelo. Esta propiedad recibe el nombre de superposición cuántica y aporta un cambio de paradigma computacional. Un ordenador cuántico avanza siguiendo leyes que permiten explorar un número exponencial de posibilidades a la vez.

No es impresionante; es fascinante. Si algún lector se siente aburrido ante la monotonía de la vida, por favor, adéntrese en el mundo cuántico. No lo defraudará.

Un ordenador cuántico suficientemente potente podrá realizar cálculos muy potentes. Un ejemplo: un ordenador cuántico podrá descifrar todas las transacciones secretas que circulan por internet. Es decir, la computación cuántica pone en entredicho la seguridad de las transacciones bancarias, de los backups de las empresas, de las comunicaciones políticas, de la intimidad de las redes sociales. Ya disponemos de ordenadores cuánticos de 53 qubits. Hemos logrado ya realizar un cálculo cuántico no reproducible por el mayor de los ordenadores clásicos existentes. Nada va a impedir la construcción de ordenadores cuánticos potentes. Si no lo evitamos, un ordenador cuántico es un arma para la guerra del siglo XXI.

Tendremos capacidades de tratar problemas ingentes de optimización, cálculos de riesgo en finanzas, tal vez investigaremos la teoría de números con ordenadores cuánticos

¿Quieren más? Un ordenador cuántico puede asistir y ser asistido por la inteligencia artificial. Ya estamos desarrollando algoritmos híbridos en los cuales el control del ordenador cuántico está optimizado por redes neuronales entrenadas por refuerzo. También estamos explorando si podemos substituir a las redes neuronales por circuitos cuánticos. Hablamos de una nueva inteligencia artificial cuántica.

El progreso es tan acelerado que es difícil saber hasta dónde llegaremos. Podremos resolver problemas de química cuántica y diseñar medicamentos, en lugar de descubrirlos por prueba y error. Tendremos capacidades de tratar problemas ingentes de optimización, cálculos de riesgo en finanzas, tal vez investigaremos la teoría de números con ordenadores cuánticos.

Nuestro futuro tecnológico es un abismo insondable. Estamos pisando terra incognita. Somos exploradores de un nuevo universo con leyes tan sutiles que atentan contra todos nuestros prejuicios. El mundo es cuántico, aunque nos cueste entender sus leyes. La naturaleza no tiene ningún respeto por nuestra historia y nuestro lento proceso de aprendizaje. Es soberana y paciente. Los humanos estamos llegando al dominio último de la materia y solo podemos intuir las consecuencias que se derivan. Humanos que construyen máquinas cuánticas ultrapotentes.

Dos reflexiones nos asaltan: ¿qué criterios éticos regirán el mundo de la computación cuántica?, ¿qué sentido tiene nuestra especie?

El siglo XXI será el momento de la ética. Necesariamente, los humanos deberemos codecidir qué uso hacemos de la tecnología avanzada, quién desarrolla, quién supervisa y se beneficia. Las leyes que deberán crear los parlamentos serán respetuosas de la diversidad, de lo contrario la relación máquina-humano puede derivar en una lucha sin sentido.

El sentido de los humanos es, posiblemente, la pregunta más profunda a la que nos vamos a enfrentar. Tal vez nuestra existencia es un mero eslabón en la historia de la Tierra. Fuimos un estadio de evolución necesario para transmitir inteligencia a entes sin soporte biológico. O, por el contrario, los humanos hemos desarrollado máquinas ultrainteligentes para ayudarnos a entender el universo.

JOSÉ IGNACIO LATORRE*
Especial para EL TIEMPO*Catedrático de Física Teórica en la- Universidad de Barcelona. Fundador de Qilimanjaro Quantum Tech. Autor de libros como ‘Cuántica, tu futuro en juego’.

Descarga la app El Tiempo

Con ella puedes escoger los temas de tu interés y recibir notificaciones de las últimas noticias.

Conócela acá
Sigue bajando para encontrar más contenido

CREA UNA CUENTA


¿Ya tienes cuenta? INGRESA

Llegaste al límite de contenidos del mes

Disfruta al máximo el contenido de EL TIEMPO DIGITAL de forma ilimitada. ¡Suscríbete ya!

Si ya eres suscriptor del impreso

actívate

* COP $900 / mes durante los dos primeros meses

Sabemos que te gusta estar siempre informado.

Crea una cuenta y podrás disfrutar de:

  • Acceso a boletines con las mejores noticias de actualidad.
  • Comentar las noticias que te interesan.
  • Guardar tus artículos favoritos.

Crea una cuenta y podrás disfrutar nuestro contenido desde cualquier dispositivo.