Para celebrar el centenario del descubrimiento de la mecánica cuántica, las Naciones Unidas han declarado el año 2025 como el Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas.
Si ese hito lo toma por sorpresa, no se sorprenda, ya que gran parte de la actividad y el enfoque en torno a la computación cuántica ocurre con poca fanfarria. Se están logrando avances constantes en la investigación cuántica, pero el día en que alguien pueda realmente “dominar” la mecánica cuántica y liberar su verdadero potencial sigue siendo difícil de alcanzar.
Cuando eso suceda, la buena noticia es que las computadoras cuánticas podrán resolver en segundos tareas extremadamente complejas que actualmente toman años. La mala noticia es que las computadoras cuánticas también podrían resolver los “acertijos” de datos que son el núcleo de la protección mediante cifrado, dejando todos los sistemas y datos inmediatamente vulnerables.
“La llegada de la computación cuántica es un arma de doble filo, ya que ofrece una potencia informática incomparable y al mismo tiempo plantea desafíos de ciberseguridad sin precedentes. La transición a la criptografía poscuántica puede parecer desalentadora, pero con los recursos adecuados, la planificación estratégica y las asociaciones confiables, las empresas pueden garantizar la protección de datos confidenciales contra futuros ciberataques cuánticos”, dice Heather West, Ph.D., gerente de investigación. Líder de investigación en computación cuántica, IDC.
Hacia dónde está y hacia dónde se dirige el desarrollo cuántico
Mientras tanto, la designación de las Naciones Unidas reconoce que el estado actual de la ciencia cuántica ha llegado al punto en que la promesa de la tecnología cuántica está pasando de la fase experimental al ámbito de las aplicaciones prácticas.
“La computación cuántica se encuentra en una etapa apasionante, en la que la colaboración activa entre el mundo académico y la industria está dando lugar a una rápida innovación”, explica Mohit Pandey, científico en computación cuántica que tiene amplia experiencia en el uso de la computación cuántica para el descubrimiento de fármacos mientras trabaja en la industria de la biotecnología.
“Antes de la década de 2010, las computadoras cuánticas eran un concepto exótico (y) estaban confinadas a discusiones académicas aisladas. Pero en los últimos 10 años hemos visto un ritmo acelerado en el uso de la tecnología cuántica en problemas de optimización empresarial, descubrimiento de fármacos, comunicación y cifrado”, explica Pandey.
Estos avances han sido posibles gracias a la amplia disponibilidad de computadoras cuánticas para el público, dice Pandey. En la actualidad existen decenas de empresas de hardware cuántico, incluidas grandes empresas de tecnología como Google, Microsoft e IBM y nuevas empresas como QuEra, IonQ y Kipu Quantum.
Además, muchas organizaciones ahora pueden acceder a computadoras cuánticas a través de plataformas en la nube como Amazon Braket de Amazon Web Services, explica Pandey. Este acceso generalizado abre la oportunidad para que las organizaciones investiguen las formas en que la computación cuántica puede resolver problemas desafiantes.
Una campaña para comprender mejor la cuántica
En lugar de conmemorar un evento o desarrollo particular en la investigación cuántica, la designación de las Naciones Unidas tiene más como objetivo hacer que la ciencia cuántica sea más accesible y comprensible, explicando lo que la computación cuántica significa para la vida cotidiana en términos simples, dice Arthur Tisi, fundador de Hunova y co- fundador de BaseForge, una asesoría de tecnología avanzada que se ocupa de la computación cuántica, la inteligencia artificial y las estrategias de aprendizaje automático.
“’Quantum para todos’ podría ser un eslogan”, dice Tisi. «La campaña promoverá cómo los avances en materia cuántica requieren cooperación internacional, similar al cambio climático, mostrando que los avances en este campo podrían beneficiar a todo el mundo, impactando a industrias enteras, no sólo a unas pocas naciones o corporaciones».
El mensaje de la ONU debe ser que la tecnología cuántica todavía presenta muchos desafíos, pero puede ser un catalizador para ayudar a resolver problemas que antes eran insuperables, dice Tisi. Los desafíos globales vienen con trabajo duro y alineación en torno a los protocolos de Internet, la seguridad nacional y la regulación, especialmente en torno a la ética. Pero podría tener un enorme impacto en cosas como el descubrimiento de fármacos, dejando de lado la burocracia dentro de las agencias gubernamentales, afirma.
Las computadoras cuánticas potencialmente podrán resolver problemas que incluyen enormes bases de datos y desafíos algorítmicos complejos y hacerlo a la velocidad del rayo, dice Thomas Vartanian, director ejecutivo del Centro de Tecnología Financiera y Ciberseguridad. Lo que no está claro es que podrán funcionar mejor en muchas áreas en las que funcionan las computadoras hoy en día.
Los beneficios cuánticos no son para todas las organizaciones
¿Cuál será el beneficio total para las organizaciones cuando se resuelva el desafío cuántico? Para organizaciones más pequeñas, probablemente no mucho. Para organizaciones grandes, probablemente sea suficiente, afirma Vartanian. Teniendo en cuenta sólo el sector que él sigue –los servicios financieros–, los impactos cambiarían las reglas del juego.
“El Grupo de Expertos Cibernéticos del G7 (un grupo intergubernamental presidido por el Departamento del Tesoro de Estados Unidos y el Banco de Inglaterra) acaba de publicar un informe que básicamente destaca lo bueno, lo malo y lo feo de la computación cuántica”, dice Vartanian. “Lo bueno es que cambiará exponencialmente la velocidad a la que las instituciones financieras pueden operar en el mercado. Facilitará enormemente estrategias de inversión alternativas. Mejorará la gestión de riesgos. Les proporcionará mayores capacidades para hacer predicciones más confiables. Cambiará el procesamiento de pagos en todo el mundo de manera muy dinámica y hará que las comunicaciones sean diferentes y más seguras”.
Estos beneficios prometidos han llevado a una especie de carrera armamentista, a medida que las organizaciones (e incluso las naciones) intentan ser las primeras en romper la barrera cuántica.
“Las instalaciones de supercomputación y entidades gubernamentales de todo el mundo están experimentando con la instalación de una variedad de unidades de procesamiento cuántico para identificar mejor las especificaciones necesarias para la integración de una computadora cuántica basada en puertas con una supercomputadora clásica. IBM espera específicamente entregar una supercomputadora cuántica capaz de ejecutar mil millones de puertas en 2000 qubits para 2033”, dice West de IDC en su informe de investigación. IBM Quantum: Heron de 156 Qubit, funciones Qiskit y el futuro del desarrollo cuántico.
También impulsa la carrera el potencial para controlar lo malo y lo feo de lo cuántico. El cifrado de datos se basa en la necesidad de resolver ecuaciones matemáticas extremadamente complejas para poder superar el «cortafuegos» cifrado. Las ecuaciones son tan complejas que una computadora estándar necesitaría años para resolver el rompecabezas. Ser capaz de hacerlo rápidamente podría ser un punto de inflexión tecnológico.
«Eso depende de quién adquiera primero la computación cuántica y cómo la utilice», explica Vartanian. «Todo será más seguro o menos seguro».
Ante esa eventualidad, Vartanian dice que China está adquiriendo cantidades masivas de datos cifrados para el momento en que pueda descifrarlos todos y obtener importantes ventajas económicas, militares y de seguridad a nivel mundial.
Por qué los profesionales de TI deberían prestar atención a los avances de la tecnología cuántica
A escala individual, ¿por qué los profesionales de TI deberían preocuparse por la designación cuántica de las Naciones Unidas? Por un lado, sirve como una llamada de atención de que la tecnología cuántica está más cerca de la realidad y pronto podría afectar a las organizaciones de varias industrias.
Quizás lo más importante es que el mayor desafío de la computación cuántica (tanto en términos de desarrollo de la ciencia como de asimilación por parte de las empresas) es la ausencia de expertos en el campo. Este podría ser un campo apasionante y lucrativo dentro de TI.
«Estamos viendo la necesidad de una recapacitación masiva de los profesionales de TI y la creación de personas que sean expertas en un campo que no existe hoy», dice Vartanian. «Habrá un cambio generacional en términos de potencia y capacidad informática, y se necesitarán muchas inversiones, particularmente por parte de grandes empresas, para realizar esta transición».
Es importante que los profesionales de TI estén atentos al rápido desarrollo de las computadoras cuánticas, coincide Pandey. Como cualquier tecnología emergente, puede resultar muy arriesgado descartar su potencial. Por ejemplo, hace 20 años la inteligencia artificial sólo era relevante para los investigadores. Ahora está teniendo un impacto en el mundo real con la popularidad de herramientas de inteligencia artificial como ChatGPT.
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David Weldon es asesor de investigación adjunto de los programas ejecutivos de TI de IDC y se centra en negocios de TI, transformación digital, gestión de datos e inteligencia artificial. Tiene una amplia experiencia como analista de investigación y como periodista de negocios y tecnología. Sus concentraciones especiales se encuentran en las áreas de tecnología, negocios y finanzas, educación, atención médica y gestión de la fuerza laboral. Tiene una licenciatura en Artes de la Universidad de Syracuse, donde estudió periodismo periodístico e historia estadounidense.