Google ha presentado un nuevo chip «Willow» que, según afirma,
«tiene la capacidad de resolver un problema matemático en 5 minutos que a
una supercomputadora le demoraría 10 septillones de años (es decir, 10^25),
un número que excede ampliamente la edad del Universo», de acuerdo con el
comunicado de la compañía.
Willow está compuesto por 105 cúbits físicos. Los
cúbits (en inglés
qubits) son la unidad básica de información en una computadora cuántica,
similar a los bits en una computadora clásica.
El equipo detrás de este chip
añadió que
«Willow puede reducir los errores exponencialmente a medida que aumentamos
la escala utilizando más cúbits», lo que sugeriría que en el futuro existirían versiones más potentes.
Aprovechan la mecánica cuántica (el extraño comportamiento de las partículas
ultrapequeñas) para resolver problemas mucho más rápido que los ordenadores
tradicionales. Este chip es el último desarrollo en un campo conocido como
computación cuántica, que intenta utilizar los principios de la física de
partículas para crear un nuevo tipo de computadora increíblemente poderosa.
Se espera que los ordenadores cuánticos puedan llegar a utilizar esa capacidad
para acelerar enormemente procesos complejos, como la creación de nuevos
medicamentos. Sin embargo,
los expertos dicen que Willow es, por ahora, un dispositivo en gran parte
experimental, lo que significa que una computadora cuántica lo
suficientemente poderosa como para resolver una amplia gama de problemas del
mundo real aún está a años (y a miles de millones de dólares) de
distancia.
Para medir el rendimiento de Willow, utilizamos una
prueba de referencia de muestreo aleatorio de circuitos (RCS). El muestreo RCS es un estándar generalizado, es el benchmark más exigente
que puede ejecutarse hoy en día en un ordenador cuántico. Se verifica si un
ordenador cuántico es capaz de hacer algo que no se puede hacer con un
ordenador clásico. Lo primero que tiene que hacer cualquier equipo que haya
construido un ordenador cuántico es comprobar si supera a los ordenadores
clásicos en una prueba RCS.
También se teme que se pueda utilizar para fines criminales como, por ejemplo,
para romper algunos tipos de cifrado utilizados para proteger datos sensibles.
En febrero,
Apple anunció
que el cifrado que protege los chats de iMessage se está haciendo «a prueba de
cuántica» para evitar que los lean los potentes ordenadores cuánticos del
futuro.
Hartmut Neven dirige el laboratorio de inteligencia artificial cuántica de
Google que creó Willow y se describe a sí mismo como el «optimista jefe» del
proyecto.
Le dijo a la BBC
que Willow se utilizaría en algunas aplicaciones prácticas, pero
un chip de este tipo capaz de realizar aplicaciones comerciales no
aparecerá antes de finales de la década, dijo.
En cambio, el profesor Alan Woodward, un experto en informática de la
Universidad de Surrey, en Inglaterra, dice que
«las computadoras cuánticas serán mejores en una variedad de tareas que las
computadoras clásicas actuales, pero no las reemplazarán».
Advierte contra la exageración de la importancia del logro de Willow en una
sola prueba.
«El problema que Google eligió como punto de referencia de rendimiento
estaba hecho a medida para una computadora cuántica, por lo que no logra
demostrar un aceleramiento universal en comparación con las computadoras
clásicas».
No obstante, dijo que Willow representaba un progreso significativo, en
particular en lo que se conoce como corrección de errores. En términos muy
simples, cuanto más útil es una computadora cuántica, más cúbits tiene. Sin
embargo, un problema importante con esta tecnología es que es propensa a
errores, una tendencia que anteriormente ha aumentado cuanto más cúbits tiene
un chip.
Pero los investigadores de Google afirman que han revertido esta situación y
han logrado diseñar y programar el nuevo chip de manera que la tasa de error
se redujera en todo el sistema a medida que aumentaba el número de cúbits.
«Fue un gran avance que resolvió un desafío clave que el campo había
perseguido durante casi 30 años», dice Neven.
¿Afectará el cifrado utilizado en Bitcoin?
Bitcoin utiliza criptografía para garantizar la seguridad de las transacciones
y la propiedad de los activos. El algoritmo empleado para efectuar la firma
digital de las operaciones en su red es
ECDSA
(Elliptic Curve Digital Signature Algorithm).
La seguridad de ECDSA se basa en la dificultad de resolver el problema
matemático de la clave privada a partir de la clave pública (problema de logaritmo discreto elíptico), que es extremadamente difícil de comprometer para las computadoras
clásicas.
Sumado a ello, la red Bitcoin utiliza el algoritmo de minería
SHA-256
(Secure Hash Algorithm). Es un algoritmo de hash utilizado en el proceso de
minería para proteger la red. Su seguridad se funda en la dificultad de
encontrar colisiones (dos entradas diferentes que producen el mismo hash).
Tras conocerse la noticia de Willow, surgió la pregunta sobre si un ordenador
cuántico lo suficientemente avanzado podría romper los esquemas de
criptografía de Bitcoin.
Los algoritmos cuánticos, como
Shor, pueden
factorizar números grandes de manera eficiente. Esto significa que un atacante
hipotético, mediante ordenadores cuánticos, podría romper el algoritmo ECDSA
utilizado para generar las claves privadas de Bitcoin. Si esto ocurriera,
dicho atacante podría obtener las claves privadas y firmar transacciones en
nombre de los usuarios sin su consentimiento.
Adicionalmente, y en términos teóricos también, los
avances en computación cuántica
podrían acelerar el proceso de
minería de Bitcoin.
Usando el algoritmo
Grover, un
ordenador cuántico podría reducir el tiempo necesario para encontrar
soluciones válidas en SHA-256, otorgando ventajas desproporcionadas a los
mineros cuánticos.
Este algoritmo podría agilizar la búsqueda en bases de datos no ordenadas, lo
que disminuiría significativamente la seguridad de las funciones hash como
SHA-256. Los mineros cuánticos podrían resolver los problemas de minería más
rápido, obteniendo recompensas de bloque con mayor frecuencia que los mineros
clásicos.
La computación cuántica, y el chip Willow de Google, podrían afectar a Bitcoin
de varias maneras teóricas debido a su capacidad para realizar cálculos
extremadamente complejos a velocidades mucho mayores que las computadoras
clásicas.
Sin embargo, el riesgo cuántico es una preocupación a largo plazo que
podría mitigarse con actualizaciones a algoritmos resistentes a la
computación cuántica. Por ejemplo, tras conocida la noticia de Willow, analistas de Bernstein
Research
sugirieron
que
«cualquier amenaza práctica para Bitcoin parece estar a décadas de
distancia»
con la computación cuántica.
Pese a esa afirmación, estos especialistas también dejaron en claro que la
comunidad bitcoiner debiera comenzar a prepararse para el futuro cuántico.
Fuente:
Google
| BBC
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