El Futuro de tu Negocio: La Computación Cuántica es la Opción Correcta

Los inversores destinaron $2.35 mil millones a startups de tecnología cuántica en 2022, según McKinsey & Company. Con la proliferación de las tecnologías cuánticas, los líderes empresariales pueden preguntarse si la computación cuántica es adecuada y segura para su trabajo.

Entrevisté a Mario Milicevic, ingeniero principal en la empresa de hardware y software de conectividad MaxLinear y miembro de IEEE, para hablar sobre los avances en la computación cuántica para la investigación y la ciberseguridad.

¿Qué es la computación cuántica?

La computación cuántica es un método para realizar cálculos utilizando "qubits" en lugar de bits binarios. Mientras que los bits binarios pueden tener uno de dos valores, 1 o 0, los qubits pueden tener una combinación de posibles valores. Esa combinación, o "superposición", puede proporcionar una amplia gama de valores posibles que la computadora cuántica puede utilizar en los cálculos.

Otra propiedad importante de los qubits es la "entrelazación", lo que significa que los qubits que no están en el mismo espacio físico pueden correlacionarse entre sí.

"Puedes resolver problemas matemáticos grandes [con computadoras cuánticas] que son prohibitivamente caros de resolver utilizando computadoras clásicas. [Este es un problema] que tenemos hoy en día porque el tiempo de cálculo crece exponencialmente", dijo Milicevic.

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¿Cuándo debería una empresa utilizar la computación cuántica?

Una empresa debería utilizar la computación cuántica si el problema matemático que necesita resolverse es demasiado complejo para que la computación convencional lo complete en un tiempo práctico. Las industrias farmacéutica e ingeniería de materiales han encontrado casos de uso para utilizar la computación cuántica para encontrar por qué y cómo ciertos enlaces moleculares coinciden o crear nuevos materiales.

Las personas que deseen utilizar la computación cuántica para fines empresariales deben estar preparadas para pagar por el acceso a una computadora cuántica. Puede ser una carga financiera enorme construir y operar una de forma independiente, dijo Milicevic.

Milicevic también señaló que la computación cuántica no siempre es relevante para las tareas que una organización está tratando de realizar. Configurar la infraestructura requiere un esfuerzo y una energía enormes (por ejemplo, las computadoras cuánticas deben enfriarse cerca del cero absoluto).

"Para la mayoría de los problemas [matemáticos], las computadoras clásicas superarán a las computadoras cuánticas. Y lo que es más importante, superarán a las computadoras cuánticas a un costo mucho menor", dijo Milicevic.

"Realmente se trata de comprender '¿El problema que estoy tratando de resolver es matemáticamente complejo?'", dijo Milicevic. "'¿Existen millones de combinaciones? Y si es así, ¿realmente estoy tratando de optimizar algo? ¿Cuál es el costo de ejecutarlo?'"

El campo de la computación cuántica es tan nuevo que muchos de los principales actores aún se encuentran en etapa experimental. La mayoría de los proyectos probablemente sean emprendidos por gobiernos, grandes organizaciones o gigantes de la infraestructura de telecomunicaciones. Aún así, marca una frontera interesante para la computación y la comunicación.

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¿Qué computadoras cuánticas están disponibles para su uso?

Para aprovechar la computación cuántica, una empresa puede necesitar alquilar espacio en una computadora. Algunas opciones incluyen:

• IBM proporciona acceso a través de API a sus recursos de computación cuántica.
• Google ofrece una biblioteca de paquetes de Python de marcos para programar computadoras cuánticas.
• Leap de D-Wave permite a los investigadores y desarrolladores alquilar tiempo por minutos en su hardware, y es diferente porque cuenta con el "recocido cuántico", que es un proceso matemático que se puede utilizar para encontrar el estado de energía mínima posible. Por ejemplo, simplificando, se puede utilizar para encontrar la ruta más eficiente para viajar entre muchas ubicaciones.
• Amazon está tratando de convertirse en un mercado para la computación cuántica con Braket, una plataforma para desarrolladores que trabajan en investigación científica.
• Microsoft Azure alquila tiempo en su servicio de nube, que puede realizar una combinación de cálculos cuánticos y convencionales.
• Quantinuum, que se originó a partir de Honeywell, lanzó la solución de computación cuántica de segunda generación System Model H2 en mayo de 2023. Este sistema es bastante experimental y puede ser más relevante para los investigadores.

¿Cómo cambiará la criptografía cuántica la ciberseguridad?

En lo que respecta a la ciberseguridad, la computación cuántica y otros métodos que tienen en cuenta los estados cuánticos, como la criptografía cuántica, podrían ser utilizados tanto por atacantes como por defensores. Las computadoras cuánticas podrían resolver rápidamente problemas de factorización para romper claves de cifrado.

Hay dos elementos de ciberseguridad relacionados con la computación cuántica a tener en cuenta, según Milicevic:

• Criptografía post-cuántica o encriptación post-cuántica, en la cual se desarrollan algoritmos que serían resistentes a ataques con una computadora cuántica.
• Distribución cuántica de claves, que se habilita mediante el uso de computadoras cuánticas y un cable de fibra óptica incrustado entre dos ubicaciones físicas.

Empresas como JPMorgan Chase, Toshiba, el proveedor global de sistemas y software de redes Ciena y ID Quantique en Suiza están trabajando en la distribución cuántica de claves. La investigación en la distribución cuántica de claves está en curso, ya que las organizaciones intentan resolver problemas como los errores introducidos por la dificultad de mantener las temperaturas extremadamente bajas ideales para la computación cuántica y cómo mejorar la estabilidad de los qubits.

La distribución cuántica de claves con fibra óptica permitiría a las organizaciones saber rápidamente si alguien ha interrumpido su conexión.

Respecto a la distribución cuántica de claves, Milicevic dijo: "Si algún atacante o espía lograra cortar este cable de fibra óptica e insertar algún tipo de dispositivo que le permitiera medir la luz y luego retransmitir esa luz, realmente interrumpirían lo que se conoce como un estado cuántico de esa luz".

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Eso haría que fuera "imposible" que una interrupción física pase desapercibida, dijo Milicevic.

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