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¿Hay que temerle a la computación cuántica?

Los computadores cuánticos son capaces de proporcionar una mayor potencia de procesamiento.

Los computadores cuánticos son capaces de proporcionar una mayor potencia de procesamiento.

Foto:iStock

Se trabaja en ella desde hace 40 años y aún se encuentra en estado primitivo.

GLORIA HELENA REY
Hay quienes temen al desarrollo y la consolidación de la computación cuántica, pero otros, como Juan José García Ripoll, investigador científico del de Instituto de Física Fundamental, que forma parte del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) de Madrid, estiman que “hay que tenerle el respeto que merece mientras nos preparamos para comprenderla, dominarla y adoptarla”.
El investigador trabaja en diversas áreas de las tecnologías cuánticas, que van desde los aspectos teóricos fundamentales hasta el desarrollo y la modelización de dispositivos y algoritmos concretos en computación cuántica, circuitos cuánticos, fotónica (la ciencia de la generación, control y detección de fotones), etc.
Por eso, en su opinión, antes que tenerle miedo a la computación cuántica “es necesario avanzar en la formación de científicos, ingenieros y tecnólogos, para que la entiendan y puedan desarrollar unos sistemas propios o ingenien nuevas formas de integrar los dispositivos cuánticos a nuestro ecosistema industrial”.
“Se trata de una apuesta de país. En el caso de Europa, incluso del continente, es una apuesta con réditos muy interesantes en el corto plazo”, le dice a EL TIEMPO García Ripoll desde Madrid.
Otros, sin embargo, estiman que la computación cuántica podrá afectarlo todo, tanto positiva como negativamente.
Uno de ellos es el empresario bogotano Felipe Oyola, cofundador de Brain Labs Laboratorio I+D en tecnología blockchain, que trabaja en la industria tecnológica desde hace 12 años y participó en el reciente ‘Foro sobre el impacto de la tecnología en el futuro inmediato de la humanidad’, que tuvo lugar en Medellín a principios de noviembre.
“A corto plazo y a nivel socioeconómico, la computación cuántica afectará los procesos médicos, científicos, financieros, otros y la evolución de conocimiento humano. A mediano plazo, podríamos perder nuestra condición de especie dominante en el planeta”, le advierte a este diario.

A corto plazo y a nivel socioeconómico, la computación cuántica afectará los procesos médicos, científicos, financieros, otros y la evolución de conocimiento humano

Eso, porque en la actualidad ya “se puede intervenir la materia a nivel molecular, modificar materiales, genes, mapear enfermedades, predecir mercados financieros, enfermedades y crear nuevas estructuras. Los usos de la computación cuántica son ilimitados e inimaginables”, sostiene.
Admite que, aunque el desarrollo de la computación cuántica podría servir también “para crear y mejorar constantemente modelos de negocio inteligentes, sostenibles, transparentes y escalables que beneficien a todo el mundo”, uno de sus grandes riesgos es el desempleo masivo y aterrador.
La consolidación de la computación cuántica “ya no se necesitará del humano porque seremos menos eficientes que las máquinas”, predice.

De esto se trata

La computación cuántica es un área emergente de investigación, altamente interdisciplinar, que busca cómo procesar información usando dispositivos cuánticos, que son mucho más eficientes que los que conocemos, y por eso se afirma que su desarrollo y consolidación podrían causar una revolución mayor que la produjo la llegada de internet a nuestras vidas.
Los computadores cuánticos utilizan los bits cuánticos, llamados cúbits (en inglés, qubits), que generan partículas subatómicas como electrones o fotones y son capaces de proporcionar una mayor potencia de procesamiento que el que tienen los computadores que conocemos.
Expertos sostienen que, en comparación con los computadores tradicionales, los cuánticos presentan tres grandes ventajas: mayor potencia de cálculo, capacidad de memoria y menor gasto de energía.
Según la explicación de García Ripoll, en la computación clásica “tenemos todo un paradigma (ejemplo) de almacenado y procesado de la información que consiste en la lógica booleana (estructura algebraica que esquematiza las operaciones lógicas), donde representamos los datos con ceros y unos, y tenemos operaciones elementales (como las puertas Nand) que, combinadas entre sí, nos permiten hacer cálculos arbitrariamente complicados”.
“Lo bueno del paradigma de computación clásico es que hemos encontrado una manera de transformarlo en dispositivos físicos, inicialmente usando relés (encargados de hacer las operaciones lógicas) y válvulas de vacío (inventadas en 1904 por el británico John Fleming), y usando en la actualidad billones de transistores de tamaño nanométrico en grandes microchips”, explica García Ripoll.
Los computadores cuánticos tienen utilidad científica inmediata, en su opinión, y con ellos, como avanzó el físico teórico norteamericano Richard Feynman en 1981, es mucho más fácil comprender lo que ocurre en la naturaleza cuántica si se tiene un dispositivo altamente controlable como el ordenador cuántico, que la puede simular.
Por eso explica que hoy existen muchas personas explorando las aplicaciones del computador cuántico en la simulación de moléculas o nuevos materiales, pero que aún se encuentran barreras importantes en la calidad de los componentes del computador (los cúbits) y solo se pueden abordar problemas muy sencillos.
“Más allá de esto, los ordenadores cuánticos son bastante buenos en generar, almacenar e interrogar complejas distribuciones de probabilidad. Por ello esperamos que tengan aplicación en áreas donde el análisis de la incertidumbre es importante; temas que abarcan desde las finanzas al análisis de riesgos, pasando por, incluso, aplicaciones en aprendizaje automático e inteligencia artificial”, explica.
Hoy también existen aplicaciones a más largo plazo que han despertado gran atención como es la capacidad del ordenador cuántico en factorizar grandes números, una aplicación que según García Ripoll es bastante dramática porque “lograr factorizar números, supone romper la mayoría de los códigos de encriptación, de internet o celular, con los que nos comunicamos actualmente”.
No obstante, admite que no se sabe aún cómo cambiarían los códigos de cifrado que conocemos. Solo se sabe que son frágiles y pueden ser “rotos” por ordenadores cuánticos y que en eso están trabajando varias entidades, pero aún no se ha logrado demostrar que los nuevos códigos creados son 100 por ciento seguros frente a la computación cuántica.
De momento, se admite que esa es una aplicación potencial pero hay que reconocer que es la que ha motivado la investigación en nuevas tecnologías, como la comunicación cuántica o la distribución de claves cuántica.

China, Estados Unidos y Rusia están a la cabeza de las investigaciones en el sector de la computación cuántica

China, Estados Unidos y Rusia están a la cabeza de las investigaciones en el sector de la computación cuántica, y se teme un desequilibrio y desigualdad cada vez mayores entre los países o continentes que conozcan, desconozcan o dominen la computación cuántica.
Hoy, la investigación y el desarrollo de la computación cuántica los realizan grandes de la industria tecnológica como IBM, Google, Amazon, y hay algunas compañías especializadas solamente en computación cuántica, como D Wave.
Por eso, García Ripoll pronostica que las desigualdades que se anuncian serán más bien geopolíticas que sociales y que los computadores cuánticos a medio y largo plazo suponen ventajas estratégicas que quieren explotar potencias como China o EE. UU.
“Disponer de esta tecnología y tal vez cerrarla a terceros países podría crear un mundo donde la investigación en cuántica no sea tan abierta como en el pasado, y donde academia e industria verían restringido su acceso a estas nuevas herramientas”, pronostica.
En resumen, cree que la desigualdad se dará entre los países que se preparen o no para la llegada de la computación cuántica.
“Puede ocurrir que los ordenadores cuánticos se clasifiquen como tecnología estratégica no exportable, lo que impactaría las áreas de investigación y haría más competitivas a las industrias de los países que dispongan de ellos”, admite.
Para el empresario bogotano Oyuela, “los riesgos que enfrentaríamos con el desarrollo y la consolidación de la computación cuántica se darán en la medida en que las máquinas alcancen la singularidad, un evento distópico pero muy probable en el que superen la inteligencia humana. La vida para nosotros como especie ya no será la misma y habrá desigualdad y diferenciación entre nosotros y las máquinas”.
Pero existen muchas verdades y mentiras respecto a los beneficios y riesgos de la computación cuántica.
“Hay mucho ruido y, en algunos casos, altamente interesado. Algunos afirman que en 3 o 4 años, la computación cuántica será altamente lucrativa, pero en la práctica, los ordenadores cuánticos con los que contamos en la actualidad no están a la altura de ese pronóstico, y en el terreno de la optimización, por ejemplo, no está claro que presenten ventajas en el medio plazo. Debemos volver a la sensatez y dejar la exageración”, recomienda García Ripoll.
Admite que vivimos una fascinante revolución y que se han dado pasos agigantados en el control de los sistemas cuánticos, convirtiendo en realidad ideas, como la sensórica cuántica o la criptografía cuántica, o la capacidad de crear grandes estados cuánticos con centenares o millones de cúbits, que eran impensables hace relativamente poco.
“Han sido unas décadas excitantes, y ahora empezamos a ver numerosas aplicaciones que van incluso más allá de la computación cuántica, como son la imagen médica, o la detección de campos gravitacionales, o tantas otras ideas que flotan en el aire y no reciben tanta atención, pero no hay que exagerar”, opina el experto.

Falta camino

La detección de campos gravitatorios es otra área donde se están desarrollando nuevos sensores cuánticos, que permiten ya descubrir agujeros en el subsuelo e inestabilidades en el terreno y podrían tener aplicaciones en prospectiva petrolífera, por ejemplo.
Los avances son importantes, pero, por ejemplo, hablar de una revolución superior a la causada por la llegada de internet es un poco aventurado, según García Ripoll.
La computación cuántica tiene un gran potencial, en la actualidad hay tareas que puede acelerar exponencialmente, pero en algunos casos “esas tareas son muy académicas y en otros requerirían de ordenadores cuánticos más grandes, escalables y resistentes que no se han creado”.
Y, tal vez debido a que aún no disponemos de grandes computadores cuánticos y no contamos con el marco de la computación cuántica, la dimensión de las ventajas o cambios reales que producirán aún están por descubrirse.
Los computadores cuánticos que existen en la actualidad son demasiado pequeños para aplicaciones comerciales y son utilizados por la academia y las empresas con fines de investigación y para solucionar pequeños problemas.
Por eso, García Ripoll resalta que hoy, más que nunca, lo que se requiere realmente, más que una legislación frente a la computación cuántica, es “más investigación y un trabajo a más largo plazo” y, lo más importante, capacitarnos y prepararnos para aprovechar la llegada de computación cuántica.
GLORIA HELENA REY 
PARA EL TIEMPO

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