Computación cuántica aplicada para viajes a la luna en la carrera cibernética

China en el 2016, lanzó Micius, el primer satélite habilitado para comunicaciones cuánticas en el mundo.

El paralelo no se perdió en los chinos. Jian-Wei Pan, el investigador principal del proyecto Micius, elogió el inicio de “una carrera espacial cuántica mundial”.

La carrera por el desarrollo de nuevas tecnologías cuánticas es una carrera rápida, si no un maratón, y la computación cuántica es uno de los principales puntos para poder llegar a la luna en este siglo.

Los países, Estados Unidos y China, están invirtiendo fuertemente en proyectos de computación cuántica, y ha estos se les unen empresas y organizaciones como IBM, Google, Microsoftw, Alibaba y Lockheed Martin.

Este nuevo paradigma informático permitirá un salto cuántico en potencia de procesamiento, y quien lo domine consolidara la supremacía en casi todos los dominios tecnológicos clave. Las computadoras cuánticas viables no solo representarán un logro histórico, sino que también tendrán implicaciones geopolíticas sísmicas, especialmente en los dominios críticos de la seguridad de la información y la guerra cibernética.
Este nuevo paradigma informático permitirá un salto cuántico en potencia de procesamiento, y quien lo domine consolidara la supremacía en casi todos los dominios tecnológicos clave.

Las computadoras tradicionales procesan información como bits y todos los cálculos se llevan a cabo en un lenguaje binario de 1s y 0s. La corriente electrónica fluye a través de un transistor o no. Y sin embargo, a nivel cuántico estos ya no se mantienen. La superposición cuántica significa que una partícula subatómica puede existir en dos estados a la vez, por lo que un qubit, una unidad de información cuántica, podría ejecutar ciertos cálculos en numerosas posibilidades simultáneamente. Los bits binarios escalan el cálculo en potencias de dos, pero los qubits teóricamente pueden superar esta complejidad en órdenes de magnitud.

Estas propiedades con las que cuenten estas supercomputadoras las hará únicas ya que permitirán resolver algunos de los problemas previamente insuperables con relativa facilidad. La mayoría de las aplicaciones, como modelar química compleja para idear nuevos fármacos o simular física de partículas intrincadas para investigar el universo primitivo, prometen nada más que al alza. Pero las computadoras cuánticas también pueden tener la capacidad desestabilizadora de romper las matemáticas subyacentes en gran parte del cifrado de datos actual. Si bien los científicos han reconocido esta posibilidad durante mucho tiempo, los avances recientes en la computación cuántica están acercando inexorablemente este “día Q” criptográfico.Estas propiedades con las que cuenten estas supercomputadoras las hará únicas ya que permitirán resolver algunos de los problemas previamente insuperables con relativa facilidad.

Antes de intentar construir computadoras cuánticas prácticas, los científico querían asegurarse de que la computación cuántica fuera incluso útil, el gran avance de este se produjo en el año de 1994, cuando un profesor del MIT Peter Shor idéo un algoritmo que demostrara la utilidad de una computadora cuántica. Este profesor demostró que dado un número relativamente modesto de qubits, su algoritmo creado, podría resolver fácilmente ciertos problemas complejos de factorización que eran prácticamente insolubles para las computadoras tradicionales. Estos problemas difícil de resolver han servido para la base de muchas funciones criptográficas ampliamente utilizadas en la computación normal.

En la actualidad desde el trafico web, comercio electrónico y blockchain, se basa en algo llamado criptografía de clave publica, el cual permite a los usuarios poder cifrar sus datos con una clave pública compartida pero descifrados con su propia clave privada distinta. Estas claves pública y privada están conectadas matemáticamente de una manera que es fácil de calcular en una dirección pero casi imposible de revertir, casi imposible para las computadoras convencionales, al menos. Usando el algoritmo de Shor, las computadoras cuánticas podrían descifrar estos códigos con facilidad.

Si bien las computadoras cuánticas totalmente viables permanecen actualmente fuera del alcance, el progreso se ha acelerado. Para las naciones que ya están capeando una tormenta de ciberataques patrocinados por el estado, la amenaza de descifrar computadoras cuánticas se impone. Al igual que las armas nucleares volcaron el cálculo de la guerra convencional, las computadoras cuánticas capaces redibujarán las líneas de la guerra cibernética.

Cuando se trata de la innovación de la computación cuántica en el sector privado, las compañías estadounidenses lideran el paquete pero aún tienen un largo camino por recorrer. En enero, IBM presentó su última computadora cuántica. Con solo 20 qubits, el IBM Q System One fue impresionante pero lejos de ser revolucionario. Otros pesos pesados ​​de la tecnología estadounidense como Google e Intel están financiando investigaciones similares, y aunque los resultados son prometedores, la “supremacía cuántica” aún se encuentra más allá del horizonte.

Para ayudar a fomentar la innovación, los gobiernos también han intervenido. Mientras que la administración de EE. UU. Firmó la Ley de Iniciativa Cuántica Nacional en diciembre, proporcionando $ 1.2 mil millones en fondos de investigación cuántica durante cinco años, los esfuerzos de Beijing para promover tecnologías cuánticas son inigualables.

En 2016, el decimotercer plan quinquenal de China identificó la computación cuántica como una iniciativa estratégica clave y autorizó un “megaproyecto” cuántico para ese fin. Poco después, Beijing finalizó los planes para un laboratorio cuántico nacional de mil millones de dólares que, cuando se complete en 2020, será uno de los más avanzados del mundo.

Para poner estos números en perspectiva, todo el presupuesto de los Estados Unidos para la investigación cuántica en 2016 fue de solo $ 200 millones, o una quinta parte del costo de un solo proyecto chino en el campo. En total, los estimados de China de decenas de miles de millones en compromisos cuánticos superan con creces los gastos más modestos de Washington.

Dadas las graves consecuencias de quedarse atrás, cualquier carrera para desarrollar la computación cuántica debería prepararse simultáneamente para la eventualidad de un desequilibrio post-cuántico.

El “Momento del Sputnik” de Estados Unidos fue una llamada de atención, que puso en acción al ejército y al gobierno estadounidenses. Solo un año después, el presidente Eisenhower creó DARPA y NASA. El primero sentaría las bases de Internet y el segundo enviaría a un hombre a la luna. La innovación estadounidense ha estado impulsando este impulso desde entonces. Pero décadas después de recuperar y mantener la superioridad tecnológica, comienzan a surgir desafiantes imponentes.

La computación cuántica es un campo de batalla emblemático. Dominar dicha tecnología de vanguardia no solo generará prestigio, sino que también podría ayudar a determinar el equilibrio global de poder. En resumen, la computación cuántica es el tiro a la luna de este siglo, y ahora (como entonces), su resultado es mucho más que orgullo nacional. Es nada menos que una cuestión de seguridad nacional.

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