La inteligencia artificial se considera actualmente la tendencia tecnológica más revolucionaria y orientada al futuro. Pronto, sin embargo, puede resultar que las computadoras cuánticas estén a la vanguardia de la revolución tecnológica, permitiendo el desarrollo de la IA y el aprendizaje automático a un ritmo sin precedentes. Google, participando en la carrera de la computación cuántica, compitiendo con IBM o Intel, acaba de anunciar la consecución de otro hito en su trabajo con los ordenadores cuánticos.
- Google tiene una computadora cuántica estable con una complejidad de 70 qubits, resolviendo problemas en tiempo real que tomarían 47 años para la computadora tradicional más poderosa
- Ya en 2019, la empresa anunció el llamado «ventaja cuántica», que ahora se ha confirmado
- La computadora cuántica de Google es 241 millones de veces más eficiente que la versión 2019
- Puede encontrar más información importante en la página de inicio de FXMAG
Ventaja cuántica confirmada
Google ha estado investigando el desarrollo de computadoras cuánticas durante una década, y hace algún tiempo tomó la delantera en la carrera por crear un procesador supereficiente para cálculos que llevaría a las computadoras «ordinarias» incluso… décadas.
El fin de semana pasado, investigadores de Google anunciaron que la computadora cuántica que están desarrollando ha alcanzado una complejidad de 70 qubits, que es la unidad cuántica básica de información. Para la mayoría de las personas, esto suena completamente abstracto, razón por la cual Google usó la comparación. La última versión de su computadora cuántica es capaz de realizar cálculos en tiempo real que tomarían alrededor de 47 años a las supercomputadoras tradicionales más eficientes.
Así, Google confirmó -anunció por primera vez en septiembre de 2019- el logro de la llamada. ventaja cuántica. En ese momento, sin embargo, este evento no recibió mucha publicidad, y muchos físicos cuánticos señalaron que el estudio utilizó un problema cuya solución incluso fue diseñada para la computadora cuántica de Google y no tenía una aplicación práctica en sí misma.
¿Cuál es la mencionada ventaja cuántica que tanto preocupa a los gigantes tecnológicos que participan en la carrera de los ordenadores cuánticos? Es un término para un fenómeno hipotético en el que un procesador cuántico logra una ventaja computacional sobre uno clásico al resolver problemas de la misma clase. Su autor es el físico teórico John Preskill.
En 2019, Google probó su computadora cuántica realizando cálculos utilizando un generador de números aleatorios y comprobando el grado real de su aleatoriedad, lo que sería imposible para la computadora más poderosa con un procesador clásico en ese momento. La computadora de Google completó la tarea en 3 minutos y 20 segundos, mientras que la supercomputadora clásica más poderosa potencialmente necesitaría alrededor de 10,000. años.
Curiosamente, hace cuatro años, la computadora cuántica creada por Google tenía una arquitectura mucho menos compleja, que constaba de «solo» 54 qubits.
Actualmente, la computadora cuántica de Google tiene 70 qubits, lo que significa que su poder de cómputo es incomparablemente mayor: según los investigadores, es hasta 241 millones de veces más eficiente que la versión 2019.
Sin embargo, eso no es todo, pues Google no se negó a comparar su computadora cuántica con la supercomputadora Frontier, creada por AMD y actualmente considerada la más eficiente del mundo.
Los investigadores dicen que Frontier necesitaría poco más de 6 segundos para realizar los cálculos que la computadora cuántica de 54 qubits de Google hizo hace cuatro años en tiempo real. Sin embargo, si la supercomputadora tradicional más eficiente del mundo se enfrentara a los cálculos que realiza el procesador cuántico de 70 qubits de Google en tiempo real, tomaría… más de 47 años.
Una revolución en las condiciones de laboratorio
Durante años se ha hablado de la revolución que traerán las computadoras cuánticas, pero hasta ahora los beneficios de la computación cuántica se limitan principalmente a los laboratorios y al trabajo científico. Los propios algoritmos que resuelven los ordenadores cuánticos, consiguiendo una enorme ventaja frente a los procesadores tradicionales, no tienen aplicación práctica, salvo la investigación. Los críticos señalan que los logros cada vez más impresionantes de las computadoras cuánticas son un optimismo prematuro, especialmente porque la «ventaja cuántica» anunciada hace unos años se aplica solo a problemas diseñados específicamente para procesadores cuánticos. Actualmente, es imposible utilizar procesadores cuánticos, por ejemplo, para renderizar gráficos ultrarrápidos o crear seguridad criptográfica que es imposible de romper con una computadora «ordinaria».
Los científicos dicen que la computación cuántica se utilizará primero para desarrollar nuevas moléculas de fármacos o crear modelos para apoyar la lucha contra el cambio climático y entrenar algoritmos de inteligencia artificial a un ritmo mucho más rápido que el actual.
Google ha estado trabajando en procesadores cuánticos desde 2013, aunque IBM ha estado trabajando con la Universidad de Stanford en esto desde 2001. Sin embargo, los fundamentos teóricos de las computadoras cuánticas se remontan a la década de 1980.
La empresa canadiense D-Wave Systems es considerada una pionera de los sistemas de computación cuántica, que en febrero de 2007 publicó un diagrama técnico de un procesador de 128 qubits, que aún no se ha producido (o no se ha hecho pública su existencia). D-Wave también fabricó la primera computadora cuántica para Google en 2009. Actualmente, tres grandes empresas tecnológicas, como Google, IBM e Intel, tienen prototipos de procesadores cuánticos con una potencia de más de 50 qubits, y en junio China también anunció que su primera computadora cuántica de 72 qubits está casi lista para comenzar a funcionar. A finales de 2017, IBM lanzó el servicio Q, que permite alquilar ordenadores cuánticos de 5 qubits en la nube para tus propias aplicaciones.
Sin embargo, las computadoras cuánticas aún se encuentran en una etapa de desarrollo demasiado temprana para brindar una ventaja informática práctica en aplicaciones comerciales, sin mencionar los aspectos financieros: durante mucho tiempo, los procesadores cuánticos permanecerán solo en los laboratorios de las empresas tecnológicas más grandes del mundo.
Amenazas cuánticas
Una tecnología tan poderosa y aún poco conocida está asociada con una gran responsabilidad y amenazas potenciales. Y en mucha mayor medida que el aprendizaje automático y la inteligencia artificial, que también pueden comenzar a desarrollarse a un ritmo incomparablemente más rápido que antes, utilizando los beneficios de los procesadores cuánticos. Una de las principales -aunque al mismo tiempo completamente teóricas- amenazas relacionadas con el desarrollo de la computación cuántica se considera el «desarme» completo de la criptografía asimétrica. La mayoría de la gente puede asociarlo con las criptomonedas, lo cual es una asociación correcta, pero completamente independiente de la escala del problema. La criptografía de clave pública es la forma básica de encriptar nuestros datos y se usa en casi todas partes, desde certificados de seguridad en sitios web, pasando por el inicio de sesión en bancos, sitios de redes sociales, nuestros datos en la nube, hasta datos encriptados en los servidores de empresas, agencias gubernamentales, las fuerzas armadas y las fuerzas del orden. Todos los datos digitales, desde nuestras fotos de vacaciones en una nube privada, pasando por monederos de bitcoin y otras criptomonedas, cuentas bancarias, hasta la información más confidencial de diversos servicios, se protegen mediante criptografía asimétrica.
Le permite compartir la clave pública sin el riesgo de descifrar la clave privada que brinda acceso directo a los datos. La clave pública se genera a partir de la clave privada y este proceso es irreversible con las soluciones actuales. Una de las aplicaciones hipotéticas de las computadoras cuánticas será la inversión de este proceso, permitiendo descifrar la clave privada sobre la base de la clave pública previamente segura. Si la reversión de los procesos detrás de la criptografía asimétrica tiene éxito, significará que nuestros fondos de criptomonedas, el saldo de la cuenta bancaria o los archivos privados en la nube ya no estarán seguros.
Es un escenario de ciencia ficción, y por ahora es difícil tratarlo como un riesgo real. Sin embargo, si los ordenadores cuánticos consiguieran «desarmar» la seguridad criptográfica actual, los riesgos asociados serían mucho mayores que, por ejemplo, los derivados del desarrollo dinámico de la IA.