El prestigioso científico español cree que el ordenador cuántico podría ser una realidad en un plazo de 10 años. Una supermáquina capaz de realizar cálculos a velocidades increíbles que abrirán territorios inexplorados en materias como la encriptación.

En 1994 empleados de la Agencia Nacional de Seguridad (NSA) estadounidense comenzaron a acudir a congresos científicos. No a cualquiera: a aquellos en los que se hablaba de física cuántica. Su curiosidad tenía como objetivo conocer cuándo se iba a construir el primer ordenador cuántico. ¿Por qué estaban tan preocupados?

Juan Ignacio Cirac es uno de los expertos mundiales en física cuántica más reputados. El catalán afincado en Alemania desde hace 15 años –Premio Príncipe de Asturias de investigación científica y técnica (2006) y Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en la categoría de Ciencias Básicas 2008-  acudió al Centro de Innovación de BBVA en Madrid a un evento organizado por Cátedra I4S-URJC para hablar de la historia de la física cuántica y de la esperada llegada del ordenador cuántico.

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El científico dejó claro que la máquina cuántica -en su charla magistral y en una entrevista para BBVA- ni existe ni llegará mañana, aunque sí podría estar lista en el próximo decenio. Y cambiará el mundo.

Para explicar la curiosidad que despierta el ordenador cuántico en los servicios de inteligencia de Estados Unidos hay que remontarse a la esencia de la física cuántica. Como expuso el director de la división teórica del instituto alemán Max-Planck, “la física cuántica explica lo que ocurre en el mundo microscópico, en el mundo de las cosas que no vemos, que nuestros ojos no pueden percibir”.

¿Qué la hace tan especial? ¿Por qué la física cuántica puede transformar el mundo?  Una de las propiedades que explica la física cuántica es que las partículas microscópicas pueden hacer algo extraordinario: estar en dos sitios a la vez, lo que se denomina superposiciones cuánticas.

Los átomos, como explicó didácticamente Cirac, “que salen de un agujero no lo hacen ni para arriba ni para abajo sino que salen para arriba y para abajo a la vez, están en los dos estados a la vez. No sólo les ocurre a los átomos, todo lo que está en el mundo microscópico tiene esta propiedad extraordinaria”.

Las posibilidades del ordenador cuántico

Lógicamente si se puede estar en dos sitios a la vez se pueden resolver problemas que antes no se podían resolver. Las capacidades pasan a ser infinitas. Y aquí es dónde el ordenador cuántico que tanto preocupa a la NSA entra en juego.

¿Cuál es la ventaja principal entre un ordenador clásico y uno cuántico? Para Cirac “puede resolver problemas en poco tiempo que son imposibles o serán imposibles de solucionar con ordenadores clásicos”.

“Un ordenador cuántico está formado con bits cuánticos y gracias a las superposiciones es capaz de hacer muchos cálculos a la vez lo que le da una potencia extraordinaria

Y no sólo tendrían una potencia extraordinaria, también serían capaces de descifrar mensajes encriptados a velocidades nunca vistas  –algoritmo de Shor-. Con los ordenadores cuánticos tardaríamos lo mismo en multiplicar que en factorizar, mientras que con los clásicos se factoriza de manera muy lenta. El hecho de que sea más difícil factorizar que multiplicar es lo que nos da confianza y seguridad en los métodos criptográficos.

¿Por qué? Nuestros ordenadores lo que hacen es multiplicar para encriptar los mensajes y, para descifrarlos, el que lo recibe también multiplica. Si alguien quiere leer la transmisión para desvelar el contenido del mensaje tiene que factorizar, algo mucho más difícil y que lleva mucho más tiempo que multiplicar. Los ordenadores cuánticos, en cambio, permiten descodificar los mensajes muy rápidamente.

Que tiemblen los servicios de seguridad de los países: los métodos estándar que se utilizan en criptografía quedarían en evidencia si existieran los ordenadores cuánticos. Lo que un ordenador clásico tarda en descifrar 2.000 años, uno cuántico lo haría en cinco horas.

Pese a que cada cierto tiempo los titulares de los medios de comunicación señalan la existencia de ordenadores cuánticos, el científico español resaltó que aún no existen.

Google, Intel, IBM y muchos países están apostando por ellos aunque no es fácil. ¿Por qué? Porque nuestro mundo destroza las superposiciones. O lo que es lo mismo: si ponemos en contacto el mundo microscópico con nuestro mundo macroscópico desaparece la propiedad extraordinaria de las superposiciones.

Como subrayó Cirac: “Para tener un ordenador cuántico hay que aislar completamente los bits cuánticos del mundo exterior. El problema es que para factorizar un número interesante necesitamos aislar 4.000, algo muy complicado pues los bits cuánticos no pueden interaccionar con nada”.

Para el experto, en dos o tres años se resolverá este problema y se creará un ordenador cuántico que pueda hacer una tarea imposible para los clásicos. Pero será una tarea absurda y habrá que esperar entre 10 y 20 años para que los ordenadores cuánticos hagan cálculos relevantes y de factorización.

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Y si se consigue crear el ordenador cuántico, se podrá desarrollar la criptografía cuántica que será imposible de descifrar. La criptología cuántica permitirá enviar mensajes en superposiciones. Si alguien intenta hackearlo los destruiría y el receptor al recibirlo se daría cuenta de que alguien ha leído la información. La física cuántica también facilita el teletransporte: que la información aparezca en un sitio sin pasar por el medio y que sea imposible, por lo tanto, hackearla.

¿Y qué aporta la física cuántica al mundo de la banca? Cirac destacó que tendrá mucha repercusión en seguridad, “en la comunicación, en el intercambio de datos que serán muy seguros gracias a la criptografía cuántica”, especificó.

Más adelante, añadió, tendremos tarjetas de crédito y dinero cuántico. “Se crearán tarjetas de crédito imposibles de copiar, estarán formadas por dentro por bits cuánticos en superposiciones que si alguien lo leyese se destruirían. Es una técnica que está muy poco desarrollada pues se necesita que los bits cuánticos duren un año por lo menos y actualmente tienen una vida media de un par de días”, explicó.

El sector que más se va a beneficiar de la aparición del ordenador cuántico es, según Cirac “el de ingenieros de materiales y químicos. Los que realizan las labores que hoy en día hacen los superordenadores para hacer diseño de materiales y compuestos químicos”.

Cirac aspira a ver el ordenador cuántico en unos 10 años. En ese periodo de tiempo cree que la inteligencia artificial, el mundo robotizado, va a posibilitar que vivamos en mejores condiciones y más tiempo, y aspira a que repercuta no sólo en unos pocos sino que en toda la sociedad. El tiempo dirá si esto último es posible y si el ordenador cuántico será por fin real.

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