La noticia
Google has reportedly built a quantum computer more powerful than the world's top supercomputers. A Google research paper was temporarily posted online this week, the Financial Times reported Friday, and said the quantum computer's processor allowed a calculation to be performed in just over 3 minutes. That calculation would take 10,000 years on IBM's Summit, the world's most powerful commercial computer, Google reportedly said.
Google researchers are throwing around the term "quantum supremacy" as a result, the FT said, because their computer can solve tasks that can't otherwise be solved. "To our knowledge, this experiment marks the first computation that can only be performed on a quantum processor," the research paper reportedly said.
Fuente: https://www.cnet.com/news/google-reportedly-attains-quantum-supremacy/
¿Qué implicaciones tiene esto?
Aparentemente, Google dice haber conseguido construir un ordenador cuántico tan potente (¡y estable!) que, aparentemente, tiene una potencia de computación comparable a la de supercomputadoras.
Esto no significa que sea lo mismo que éstas. Un ordenador cuántico así podría desarrollar tareas que ningún computador convencional podría, ya hablemos de una Game Boy del 89, o la supercomputadora Tianhe-1A. Hablamos de que hay problemas que para un computador clásico son imposibles, y que necesitan usar métodos menos óptimos para aproximar una solución. Los ordenadores cuánticos consiguen resolver toda una familia de problemas aparte, consiguiendo diferencias en el tiempo de computación tales, que no sería de extrañar que la comparación del titular fuera cierta.
Pero esto tiene una consecuencia. Gran parte de las comunicaciones online hoy en día dependen de la encriptación para asegurar privacidad y básicamente, que no puedan robarnos nuestros datos con facilidad. Básicamente, toda la información que envías (tus nombres de usuario, contraseñas, tarjetas de crédito...) se hace ilegible a alguien que intente interceptar la red, gracias a transformar esta información con complejos algoritmos, más nuestra clave. Esto significa que una clave débil, mediante probarlas de forma automatizada, sea fácil de sacar. Una clave fuerte, será complicado, e incluso imposible si elegimos una contraseña fuerte.
Y cuando digo imposible, es imposible. Al menos para el conocimiento matemático actual. Un cifrado AES256 con una contraseña de 24 caracteres, números y símbolos, tardaría apróx. 2 veces la edad del universo de media para lograrlo. Cabe decir que este es un cálculo bastante antiguo y que casi seguro que es lejano a la cifra actual, pero creedme que ésta no será mucho más corta. Desencriptar algo bien encriptado, a día de hoy, es una tarea titánica que parte de imposibilidades matemáticas; no de faltas de recursos ni nada por el estilo.
Bien, pues esto ahora se va al garete. Lo que oís. Si bien los cifrados AES todavía resistirán razonablemente bien la llegada de los ordenadores cuánticos, a nada que éstos aumenten de potencia, este algoritmo será muy fácil de romper. Pero centrémonos en uno más usado: RSA. Este es un algoritmo de cifrado que para ser roto, habría que factorizar números gigantescos. Y los ordenadores de toda la vida, las game boys y el Tianhe-1A, se llevan todos igual de mal con algoritmos de este tipo. Les cuesta horrores.
No obstante, a través del algoritmo de Shor, esto se vuelve pan comido para los ordenadores cuánticos. Este algoritmo, sólo implementable en ellos, permite factorizar a toda puta leche. Y esto no sería preocupante si no fuera porque RSA es usado en casi todos lados.
Básicamente, lo que digo en este pequeño hilo, es que Google ha construido un ordenador que es capaz de romper con excesiva facilidad la encriptación que mantiene nuestras conexiones seguras. Esto es un poder gigantesco, sobre la gente, y sobre otras organizaciones.
El logro científico y tecnológico que supone
Hasta hace poco, los ordenadores cuánticos no podían tener más que un puñado de qubits para funcionar. Debe aclararse que un "qubit" no contiene únicamente la información de un bit clásico. Por supuesto, éstos pueden contener el valor 0 o 1, pero también ambos a la vez. De hecho, es aún más potente que eso. Tal y como aclara @hda:
No es que los cubits sean una superposición de 0 y 1, es que son una superposición de la recta real entre 0 y 1, que es algo mucho, mucho más potente. Técnicamente es una función de onda que puede asociar un valor a cada elemento de una base en el espacio de Hilbert.
Además, estos qubits pueden combinarse entre ellos, para combinar sus superposiciones de estados en una superposición mucho más tocha. Lo que en cuántica, viene a ser una superposición de estados: existen a la vez (si nos gusta la interpretación de Copenhague) en todos los estados posibles. Esto hace que añadir más qubits no suponga una ganancia lineal de capacidad de cálculo, sino que es exponencial.
Esto no se sabía si era posible hacerse con muchos qubits a la vez, porque incluir a más de dos o tres qubits en un estado superpuesto, hace que la función de onda resultante sea excesivamente volátil. Es como que dicha superposición "busca" definir un estado fijo, es decir, comportarse como lo haría un conjunto de bits normal. Esto es algo que deseamos hacer cara el final de un cálculo, pero no es deseable que te suceda entremedias, pues se carga el cálculo en sí. Es lo que se llama decoherencia cuántica.
Pues sucede que mantener esta superposición es algo realmente difícil, e incluso se creía que imposible. Y quizá exista un límite para ello, pero por ahora, no parece que lo hayamos alcanzado. Que Google haya podido realizar un cálculo de dicha envergadura, significa que este computador parece lograr la estabilidad de la superposición de estados, y frenar la decoherencia.
Las implicaciones a nivel científico y tecnológico que esto va a tener, no va a ser poca cosa. Algo bueno tenía que tener la noticia, ¿no?
Conclusiones
La primera buena noticia es que hay un algoritmo de encriptación cuántica que es capaz de ponerle freno a este problema, pero que todavía está en desarrollo y no es un algoritmo ampliamente utilizado. QuantumFracture tiene un vídeo donde lo explica maravillosamente.
La mala noticia es que hasta que todas las comunicaciones no dispongan de encriptación a prueba de computadores cuánticos, nuestras comunicaciones serán inseguras contra futuros hipotéticos computadores como este. Viendo la velocidad a la que estos computadores se están volviendo más potentes y estables, es posible que no falte tanto para ello.
La segunda buena noticia, es que esto va a dar un acelerón increíble a muchos campos científicos, que dependen de computaciones intensivas, que no sólo verán un aumento de velocidad, sino que tendrán un set de herramientas nuevo y poderoso para seguir haciendo descubrimientos. También es un hecho interesante el saber que estos ordenadores son realmente posibles, pues no estaba claro que pudieran llegar a semejante cantidad de qubits y manteniendo la estabilidad.
Sin duda, se acercan tiempos interesantes. La singularidad tecnológica cada vez está más cerca, y a saber qué nos traerá.
