Hay veces que tienes un recuerdo claro de cuando te surgió curiosidad por algo. Mi primera noticia de la mecánica cuántica viene de descubrir en la adolescencia la divertida autobiografía de Richard Feynman, ¿Está de broma, sr Feynman?. Es maravilloso ver lo que se ha avanzado en esta campo, y sus posibles aplicaciones prácticas.
La pasada semana tuve la oportunidad de escuchar a Ignacio Cirac sobre el estado del arte de la computación cuántica. Es excepcional escuchar de primera mano a un físico de tanto nivel trabajando en este campo. Una vez más, cuesta creer el ritmo acelerado que vivimos. La mecánica cuántica es una disciplina con sólo 100 años de vida, y la primera idea de aplicación de la leyes cuánticas a la computación es de principios de los 80. Hoy estamos muy cerca de tener los primeros ordenadores cuánticos. Pero también ocurre que, cuando hasta es portada del Time, la investigación se ve envuelta en en una carrera que hace difícil saber el estado real de avance.
Cuando en la computación convencional trabajamos con bits, estos pueden valer 1 ó 0. Sencillo. En la computación cuántica se trabaja con qubits. Su principal característica es que pueden tener el valor 0 y 1 a la vez, en lo que se llama superposición coherente. A la vez. Aunque es sencillo es lo que más cuesta entender. Además los distintos qubits están entrelazados. Estas características permiten que se puedan realizar operaciones paralelas, de forma exponencial, resolviendo tareas que en la computación convencional son costosísimas. Parece que la computación cuántica puede ser el siguiente salto tecnológico que permita seguir con la curva exponencial en la capacidad de computación. Algo que manifestó Gordon Moore en su Ley de Moore, pero que está presente desde la invención de los primeros ordenadores de válvulas.
Sabemos que la computación convencional es muy buena para multiplicar, pero en cambio tiene problemas para factorizar. La criptografía se basa en esta dificultad para diseñar sus métodos de cifrado. Si quieres descifrar un sistema de clave asimétrica necesitas factorizar, y la capacidad de computación necesaria es exponencialmente más costosa cuanto más larga es la clave. A día de hoy aún no existe el ordenador cuántico capaz de superar estos algoritmos, pero ya se sabe que será posible. Por esto aparece una línea de trabajo llamada criptografía postcuántica que diseña algoritmos con la esperanza de que la computación cuántica no sea capaz de romperlos.
La criptografía es un área fundamental de aplicación de la computación cuántica, pero donde creo que puede tener un desarrollo espectacular es en su aplicación a la Inteligencia Artificial. Surge la oportunidad de que aparezcan nuevos algoritmos cuánticos de Machine Learning, que unidos a una capacidad de cómputo mucho mayor, permitirán a la Inteligencia Artificial dar un salto difícil de imaginar.
En el estado del arte actual, es muy destacable el trabajo de D-Wave llegando a desarrollar y vender algún ordenador cuántico. Aunque todavía son más ordenadores convencionales usando principios de mecánica cuántica, están presentando un gran avance. A nivel de investigación, también están haciendo grandes inversiones en este campo Google, Microsoft, IBM y últimamente Intel.
El avance es tal que comentaba Ignacio Cirac que hace unos años no esperaba vivir para ver estos ordenadores cuánticos, pero ahora espera que se consiga la supremacía cuántica en 2 ó 3 años y que en un plazo de 10 años tengamos las primeras supercomputadoras cuánticas. Hay expertos que incluso esperan poder salir del laboratorio en 2017, cruzando un punto de inflexión que permita saltar de la investigación a la ingeniería.
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