Qué significa Quantum para la IA y Bitcoin

El avance cuántico de Google: lo que significa para la IA, Bitcoin y el futuro

Cuando estuve en Davos a principios de este año, asistí a una sesión sobre tecnologías emergentes y el futuro de la computación cuántica. Un orador afirmó audazmente que las computadoras cuánticas algún día podrían superar en rendimiento a las supercomputadoras más avanzadas de la actualidad por un margen tal que industrias enteras podrían verse perturbadas de la noche a la mañana. Fue a la vez emocionante y desconcertante.

Esta semana, el chip Willow de Google sacó la computación cuántica del ámbito de la teoría y dio un paso importante hacia un futuro que apenas podemos comprender y aún menos predecir.

Todas las industrias deben empezar a prestar mucha atención a los avances en computación cuántica, y ninguna más que los sectores donde la seguridad es clave. O, como bitcoin, donde está todo.

¿Qué es la Computación Cuántica?

¿Recuerdas al pobre gato de Schrödinger y cómo estaba vivo y muerto al mismo tiempo? Este famoso experimento mental ilustra el concepto de superposición: la capacidad de los sistemas de escala cuántica de existir en múltiples estados simultáneamente, hasta que se miden u observan. Los compromisos de financiación gubernamental para la financiación cuántica suman casi 40.000 millones de dólares, mientras que las inversiones privadas desde 2021 suman casi 8.000 millones de dólares.

La computación cuántica aprovecha esta propiedad para lograr una revolución en la potencia de procesamiento que, en comparación, hace que las computadoras más poderosas de hoy parezcan rocas tontas. Mientras que las computadoras clásicas usan bits para procesar información como 0 y 1, las computadoras cuánticas usan qubits, que pueden existir en superposición. Esto permite que las computadoras cuánticas procesen grandes cantidades de datos en paralelo, resolviendo problemas que a las computadoras clásicas les llevaría millones (o incluso miles de millones) de años resolver.

Otra característica clave de las computadoras cuánticas es el entrelazamiento, donde los qubits se interconectan y el estado de uno influye instantáneamente en el estado de otro, incluso a grandes distancias. Estas propiedades permiten a las computadoras cuánticas realizar cálculos a velocidades que son órdenes de magnitud más rápidas que los sistemas clásicos. Sin embargo, construir computadoras cuánticas confiables es un desafío importante debido a cuestiones como las tasas de error y la necesidad de entornos extremadamente controlados.

A diferencia de los centros de datos clásicos que dependen de ventiladores y configuraciones de pasillo caliente/pasillo frío, las computadoras cuánticas operan en condiciones extremas. Para mantener los delicados estados cuánticos de sus qubits, deben enfriarse hasta cerca del cero absoluto (más frío que el espacio exterior) utilizando sistemas criogénicos avanzados. Esto pone de relieve los importantes desafíos de ingeniería que supone ampliar la tecnología cuántica, mucho más allá de la infraestructura informática tradicional.

El chip Willow de Google representa un paso adelante para superar estos desafíos, particularmente con sus avances en la corrección de errores y el desarrollo de «qubits lógicos», que son esenciales para escalar los sistemas cuánticos. Si bien todavía no hemos llegado al punto en el que las computadoras cuánticas puedan alterar sistemas importantes, cada avance nos acerca a esa realidad.

La amenaza: la alteración de los sistemas de seguridad por parte de Quantum

El potencial de la computación cuántica para romper los métodos de cifrado existentes es una de sus implicaciones más alarmantes. Las criptomonedas como Bitcoin, por ejemplo, dependen de la criptografía asimétrica para proteger las transacciones y las billeteras. Esta criptografía se basa en problemas matemáticos increíblemente difíciles de resolver para las computadoras clásicas. Sin embargo, las computadoras cuánticas podrían resolver estos problemas exponencialmente más rápido.

Los expertos estiman que, en teoría, una computadora cuántica con alrededor de 13 millones de qubits podría romper el cifrado de Bitcoin en un solo día. Los sistemas cuánticos más avanzados de la actualidad están lejos de este nivel, con sólo unos pocos cientos de qubits, pero el progreso se está acelerando. Este cronograma (potencialmente dentro de la próxima década) es corto si se considera la confiabilidad a largo plazo requerida para blockchain y otros sistemas cifrados.

Mati Greenspan, fundador de Quantum Economics, me dijo: “El impacto de la computación cuántica en Bitcoin dependerá de cómo se implemente la tecnología. Si el acceso es desigual, podríamos ver un período intermedio «incorrecto» en el que algunos actores obtengan una ventaja significativa sobre otros. Si bien Bitcoin no está en peligro inmediato, la red eventualmente requerirá una mejora importante de la infraestructura para permanecer segura. Los desarrolladores principales deberían comenzar a prepararse ahora para garantizar la resiliencia de Bitcoin en un mundo impulsado por la tecnología cuántica”.

Los riesgos no se limitan a blockchain. La computación cuántica podría exponer datos confidenciales en todas las industrias, desde los servicios financieros hasta la atención médica. Los sistemas de IA, que dependen de datos cifrados para su entrenamiento y operación, también podrían verse comprometidos, amenazando la privacidad y la integridad de los modelos de IA. Esta es una llamada de atención para que las organizaciones comiencen a hacer la transición a métodos criptográficos resistentes a los cuánticos.

El potencial: la tecnología cuántica como catalizador de la innovación

Si bien la computación cuántica plantea riesgos importantes, su potencial para impulsar la innovación es igualmente convincente.

En el caso de la IA, la computación cuántica podría reducir drásticamente el tiempo necesario para entrenar modelos grandes, lo que permitiría una experimentación y un despliegue más rápidos. Las tareas que actualmente requieren semanas o meses de cálculo podrían completarse en horas, abriendo nuevas posibilidades para aplicaciones de IA en campos como el procesamiento del lenguaje natural, el descubrimiento de fármacos y el modelado climático.

La computación cuántica también podría revolucionar los problemas de optimización de la IA. Por ejemplo, industrias como la logística y la fabricación podrían beneficiarse de la capacidad de la tecnología cuántica para encontrar las rutas o configuraciones más eficientes, ahorrando tiempo y recursos. En la ciencia de los materiales, las simulaciones cuánticas podrían conducir al descubrimiento de nuevos materiales con propiedades transformadoras, desde superconductores hasta baterías avanzadas.

Christopher Penn, científico jefe de datos de TrustInsights.ai, también planteó algunos puntos interesantes. “A lo largo de los años, Silicon Valley ha revisado a la baja las expectativas para la AGI (inteligencia artificial general) de ser máquinas sensibles y conscientes de sí mismas a “poder realizar tareas promedio mejor que la gente promedio”. Este giro bastante decepcionante se debe a que las arquitecturas computacionales actuales basadas en silicio simplemente no pueden ofrecer el paralelismo masivo y casi en tiempo real que requieren cosas como la conciencia. Incluso el cerebro de un ratón tiene más de 70 millones de neuronas interconectadas en una enorme red neuronal; simplemente replicar esa potencia informática requeriría cientos de megavatios de potencia y millones de GPU. Y el ratón opera con queso y dulces”.

“Hasta ahora, la computación cuántica es la única arquitectura que parece prometer el tipo de paralelismo necesario para crear computadoras sensibles y autoconscientes. Todavía está en sus inicios; la mayoría de las computadoras cuánticas operan alrededor de 1.000 qubits, muy por debajo del paralelismo de incluso un insecto, pero el camino a seguir parece claro. Si los avances recientes en la corrección de errores se mantienen, entonces hay un camino hacia la conciencia de la máquina en la computación cuántica una vez que se agregan algunos ceros más al número de qubits paralelos”.

Para blockchain, el potencial de la tecnología cuántica es doble. Si bien amenaza los métodos criptográficos actuales, también podría ayudar a resolver desafíos existentes como la escalabilidad. Unas cadenas de bloques más rápidas y eficientes podrían satisfacer las crecientes demandas de las aplicaciones descentralizadas, permitiendo una integración más fluida de las tecnologías Web3 en la vida cotidiana.

Al integrar algoritmos criptográficos resistentes a los cuánticos como los estandarizados por el NIST o implementar la distribución de claves cuánticas (QKD), Bitcoin podría protegerse contra los ataques de la computación cuántica. La gobernanza descentralizada, una piedra angular de la filosofía de Bitcoin, se creó para permitir a la comunidad adaptar y actualizar el protocolo de forma colaborativa a medida que surgen nuevos desafíos y tecnologías. A medida que avanza la investigación en criptografía cuántica, el protocolo de Bitcoin podría actualizarse a través de este modelo de gobernanza para garantizar que siga siendo seguro y viable en un futuro habilitado por la tecnología cuántica.

Preparándose para el futuro cuántico

La convergencia de la computación cuántica, la inteligencia artificial y la cadena de bloques presenta tanto desafíos como oportunidades. Para mitigar los riesgos y al mismo tiempo aprovechar los beneficios, las industrias deben actuar ahora. La transición a algoritmos criptográficos resistentes a los cuánticos es un primer paso fundamental. El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) ya ha desarrollado estándares para la criptografía poscuántica, proporcionando una hoja de ruta para que las organizaciones protejan sus sistemas.

Además de las actualizaciones criptográficas, los investigadores están explorando cadenas de bloques cuánticas seguras que integran estos nuevos algoritmos. Estos avances garantizarán que las redes blockchain sigan siendo seguras y confiables en un futuro habilitado por la tecnología cuántica. Para la IA, la adopción de canalizaciones seguras y métodos de cifrado protegerá los datos confidenciales y mantendrá la confianza en los sistemas impulsados ​​por la IA.

La colaboración será clave. Las asociaciones públicas y privadas pueden acelerar el desarrollo y la adopción de soluciones resistentes a los cuánticos. La inversión en educación y desarrollo de la fuerza laboral también será esencial para garantizar que las industrias tengan la experiencia necesaria para afrontar esta transición.

¿A dónde desde aquí?

En Davos, salí de la sesión sobre computación cuántica con una sensación de urgencia. Los avances que discutimos ya no eran posibilidades lejanas; se estaban acercando rápidamente a la realidad. El anuncio de Google sobre el chip Willow es un recordatorio de que ahora es el momento de actuar.

Pero en medio de todo el entusiasmo y la ansiedad que rodean a la computación cuántica, a menudo queda sin formular una pregunta crítica: ¿por qué aceptamos la inevitabilidad de cualquier cosa que creen los gigantes tecnológicos como Google? Es como si el mundo recibiera un arma de doble filo con un encogimiento de hombros: “Aquí hay una máquina que podría resolver los mayores problemas de la humanidad pero también desmantelar la seguridad global tal como la conocemos. ¡Úselo sabiamente!

La carga de garantizar que la computación cuántica sirva a la humanidad, en lugar de dañarla, parece injustamente recaer sobre todos los demás: gobiernos, desarrolladores e industrias que luchan por mitigar las amenazas mientras las empresas tecnológicas continúan cosechando las recompensas. Para que la computación cuántica dé forma al futuro de manera responsable, quienes la inventan deben compartir la responsabilidad, comprometiéndose tanto con las salvaguardias éticas y el despliegue equitativo como con los avances. No se trata sólo de desarrollar la tecnología; se trata de construir un futuro en el que todos se beneficien y no deje que el resto del mundo corra con los riesgos.

El camino que tenemos por delante requerirá innovación, previsión y resiliencia. Pero las posibles recompensas (un futuro de cadenas de bloques más rápidas, una IA más inteligente y descubrimientos científicos innovadores) merecen el esfuerzo. La computación cuántica no es sólo un salto tecnológico; es un cambio de paradigma que remodelará nuestro mundo. ¿Estamos preparados para abrazar el futuro cuántico?