Computación cuántica. ¿Qué es?

Para entender el concepto de computación cuántica, una de las primeras cosas que debemos olvidar para comprenderlo es el funcionamiento de los ordenadores actuales.

La computación cuántica deja a un lado los sistemas lógicos empleados por los sistemas informáticos actuales y utiliza el modelo de los estados del átomo para realizar sus procesos.

Los ordenadores convencionales funcionan procesando la información en lenguaje binario, utilizando dos estados para los datos: 0 ó 1. Todo lo que realiza un ordenador de hoy en día está basado en series de esta combinación de 0 y 1. Estos dos dígitos se combinan para almacenar información o procesarla. En cambio, si hablamos de informática cuántica, tenemos que introducir el concepto de átomo, y con los átomos, también viene incluida la cualidad de la superposición. Estos son sistemas que marcan los ceros y unos en diferentes estados cuánticos. Además, también es necesario saber que los ordenadores cuánticos utilizan qubits o bits cuánticos como unidad mínima, que son electrones que giran entorno al núcleo de un átomo y que también giran sobre su propio eje. Los Qubits pueden girar en un sentido, también giran en el sentido contrario, y en ambos sentidos al mismo tiempo. Esta propiedad es la superposición cuántica, la cual hemos nombrado anteriormente.

La superposición del átomo consiste en que un átomo puede adoptar un estado de 0 y de 1, pero además, puede adoptar ambos estados al mismo tiempo. Es por eso que puede ser a la vez cero y uno. Por lo tanto, cuando hablamos de ordenadores cuánticos, estamos refiriéndonos a ordenadores capaces de probar, al mismo tiempo, todas las posibilidades que existen para la solución concreta de un problema, en lugar de probar todas las posibilidades una tras otra como se realizan actualmente.

Por cada 8 bits solo se obtiene 1 operación, en cambio, por 8 Qubits se obtienen 256 operaciones.

Este cambio de paradigma supone un avance increíble en el mundo de la computación. Los ordenadores cuánticos realizan con facilidad tareas que hoy son muy difíciles para nuestros ordenadores comunes. Por ejemplo, calcular los factores de números gigantes de forma fácil. Esto es realmente complicado para los ordenadores tradicionales. Otro gran avance es el de simular los propios estados cuánticos de la materia. Esto permitirá en un futuro estudiar las interacciones entre átomos o moléculas. Esto ayuda a la innovación y evolución en la investigación de nuevos medicamentos, materiales y componentes físicos.

En un procesador cuántico no se utilizan ni monitores, ni discos duros, ni ningún tipo de hardware tal y como lo conocemos en el ámbito de la informática actual.

Todo sucede en la unidad de procesamiento que debe permanecer en unas condiciones de absoluto aislamiento ya que los estados cuánticos del átomo son extremadamente frágiles y la superposición de los estados que se produce durante el proceso de cálculo, puede verse alterado.

¿Existen ya los ordenadores cuánticos?

La computación cuántica estaba hasta ahora restringida solo a laboratorios de investigación, universidades y gigantes como la NASA o Google. Pero la última noticia es que IBM ha anunciado un nuevo proyecto que ha dado vida a la computadora cuántica más sofisticada hasta ahora conseguida. IBM ha presentado un ordenador cuántico de 50 qubits. El nuevo ordenador cuántico de IBM presenta un tiempo récord de coherencia de 90 segundos. Eso quiere decir que el ordenador esta disponible durante minuto y medio para realizar cálculos y operaciones muy complejas.

La multinacional norteamericana también ha dado a conocer un ordenador cuántico de 20 qubits que estará disponible en la nube para los clientes que utilicen sus servicios a finales de 2017.

Los ordenadores cuánticos podrían acabar con Bitcoin en sólo una década

La potencia computacional cuántica a la que se estima llegar de aquí a 2027 podría destrozar los protocolos de seguridad que han hecho tan popular a la criptomoneda.

Como ya os contamos hace dos publicaciones, Bitcoin no para de extenderse por el mundo de forma imparable. La moneda digital descentralizada ofrece una plataforma de pago segura que cualquiera puede usar. Como también os explicamos, está libre de interferencias de cualquier autoridad central o gobierno y funciona a través de una red abierta.

La principal característica de Bitcoin es su seguridad. Los bitcoins tienen dos características de seguridad que evitan que sean robados o copiados. Las dos consisten en protocolos criptográficos difíciles de descrifrar. Lo hacen a través de funciones matemáticas, como la factorización, que para un ordenador tradicional són fàciles en una dirección pero difíciles en la otra.

¿Cuál es el problema entonces?

Los ordenadores cuánticos pueden resolver estos cálculos de forma fácil. Por lo tanto, la duda es si será realmente capaz el Bitcoin de resistir a los posibles ciberataques cuánticos que pueden empezar a aparecer en el momento en que la computación cuántica se consolide finalmente a nuestras vidas.

El equipo del investigador de la Universidad Nacional de Singapur Divesh Aggarwal ha estudiado la amenaza que los ordenadores cuánticos podrían suponer para Bitcoin y afirman que el peligro es real e imminente. 

¿Como Bitcoin podrá combatir contra esto?

Os mantendremos informados,

 

Si usted quiere conocer más sobre la computación cuántica en IBM, no dude en visitar What is quantum computing?