La computación cuántica: ¿oportunidad o amenaza?

Tendríamos en este artículo un amplio abanico para hablar de muchas tecnologías que han evolucionado considerablemente en estos años y que incluso están cambiando el paradigma de nuestra sociedad, hasta el punto de modificar los hábitos más naturales y cotidianos del ser humano. La realidad virtual, la realidad aumentada que abren una nueva puerta a un mundo virtual llamado metaverso o la inteligencia artificial la cual ha dado un salto más en la automatización y predicción de tareas llevadas a ámbitos como la sanidad, la industria y por supuesto la Educación.

Pero este tipo de tecnologías tienen una pieza común la cual les hace funcionar y evolucionar, sin ella no conoceríamos el mundo tal como lo vemos hoy en día y en muchos aspectos estaríamos muy atrasados tecnológicamente; por supuesto hablamos de la computación.

El poder y la capacidad de los ordenadores nos ha permitido crear la mayoría de las cosas que conocemos hoy digitalmente. Internet nació, entre otros factores, de la conexión de ordenadores y evolucionó gracias a que esos ordenadores ofrecían servicios cada vez mejores y con mayor calidad. Esto se conseguía gracias al aumento de la computación, si un ordenador es capaz de computar cada vez más operaciones en menos tiempo la evolución de los servicios está garantizada.

Nuestra capacidad de computación clásica está alcanzando un límite, si nos referimos a la famosa ley de Moore, escrita por el ingeniero Gordon Moore en 1965 (Co-Fundador de Intel), la cual decía que “el número de transistores por unidad de superficie en un circuito integrado se duplicará cada año”, en la fecha actual nos acercamos al llamado límite atómico, es decir ,no se pueden integrar físicamente más transistores dentro de un circuito, lo cual hace que la computación clásica se esté acercando a una frontera de crecimiento y aunque se busquen soluciones alternativas como los procesos en paralelo, es evidente que debemos dar el salto a una nueva computación para albergar y sostener a todas estas tecnologías que hemos mencionado anteriormente. Me refiero a la computación cuántica.

Para entender este concepto, sin entrar en detalles técnicos, podemos decir que los ordenadores cuánticos utilizan las propiedades cuánticas de la materia para hacer computación, las leyes de la física son diferentes a las que conocemos actualmente en un ordenador clásico, en definitiva, algunos de sus componentes no se comportan igual.

Si tuviéramos que explicarlo en un aula podríamos hacerlo con el paralelismo de la comunicación. Hace miles de años la forma de comunicarnos era por medio de una carta escrita, la cual viaja desde el emisor al receptor, es verdad que ese medio fue evolucionando, al principio ese mensajero viajaba en caballo, más tarde lo podría hacer en tren y posteriormente en automóvil. La evolución es evidente pero las propiedades físicas eran las mismas. Gracias a otras propiedades como las ondas electromagnéticas la comunicación evolucionó hasta el punto de poder comunicarnos con alguien tan extremadamente rápido que puede ser en tiempo real.

Este es el cambio que produce la computación cuántica sobre la computación clásica, el uso de otras propiedades que permiten alcanzar límites en la gestión de tareas, hasta hora imposibles.

Para comprender un poco más esa posible supremacía de la computación cuántica sobre la clásica podríamos sintetizarlo en una comparación con la unidad más pequeña de medida de un ordenador clásico, la cual es el bit que solo puede albergar 2 valores, 0 y 1, en cambio en la computación cuántica esa unidad de medida se la conoce como el bit cuántico (qubit), que gracias a las propiedades de la física cuántica no solo puede tener el 0 y el 1, si no también ambos valores a la vez y solo colapsará hacia un lado u otro cuando es observado. Hay una paradoja muy interesante que explica este concepto llamado “la paradoja de Schrödinger”.

Entendiendo esto podemos comprender la potencia de esta computación frente a su homóloga clásica, mientras el crecimiento computacional de una es lineal, la otra es exponencial, con relación al aumento de sus unidades mínimas de almacenamiento.

Pero no todo es así de sencillo, la computación cuántica no nos hará tener ordenadores, tablets o incluso móviles cuánticos en un periodo de tiempo, eso no se dará. La computación cuántica lleva una serie de desventajas en las cuales están trabajando grandes compañías tecnológicas. Aunque a finales del año 2019 Google mostró al mundo su primer ordenador cuántico con 54 qubits llamado Sycamore el cual resolvió una tarea en apenas 3 minutos donde un ordenador clásico hubiera tardado 10.000 años, o más actualmente el ordenador cuántico de China con 66 qubits que ha mejorado los registros de Google, los ordenadores cuánticos seguirán siendo inaccesibles para el resto del mundo debido a su complejidad, costosa construcción y mantenimiento.

Además, si solo habláramos de la parte de programación computacional también nos encontramos limitaciones, ya que la programación en ordenador cuántico sigue siendo compleja y altamente complicado trasladar los algoritmos clásicos a su versión cuántica, por lo tanto, es verdad que, aunque su supremacía puede ser evidente, su utilidad en la vida real aún no lo es tanto.

Un punto delicado, es esa asociación que existe entre la computación cuántica y la seguridad en internet, como estos nuevos ordenadores pueden resquebrajar los pilares de los métodos de encriptación de claves que se usan hoy en día en la red. Y aunque esto es cierto, los ordenadores cuánticos hacen pocas cosas, pero una de ellas es su capacidad de factorización de números, lo cual es una de las bases de muchos de los algoritmos que protegen nuestra seguridad en las claves, debemos tener claro que la complejidad que se usa actualmente en los algoritmos de encriptación sigue siendo alta, incluso para los ordenadores cuánticos actuales. Seguimos estando seguros, aunque el camino ya se ha trazado y el momento llegará, ya se trabaja en nuevos métodos cuánticos de encriptación.

Es cierto que esta nueva computación puede ser una gran oportunidad, quien sabe si viéndola como un servicio en internet, donde tengas la oportunidad de computar de forma híbrida, tareas que puedas realizar con tu ordenador local y tareas más complejas que puedas enviar por la red a un ordenador cuántico para que te la resuelva previa contratación o pago.

En conclusión, cualquier evolución provoca ciertas inestabilidades que deben readaptarse para seguir evolucionando, al igual que la inteligencia artificial cambiará el rol de muchas profesiones, la computación cuántica nos hará ser más seguros digitalmente y poder realizar tareas más eficientes y rápidas. Conocer lo que pueden hacer estas tecnologías y el camino al que van dirigidas es necesario para una sociedad y Educación digital.