Un salto cuántico: la revolución de la computación cuántica

La computación cuántica es el término que se utiliza para referirse al enorme cambio que se está produciendo tanto en el hardware informático como en el cálculo digital. La base de esta revolución en el ámbito de la computación radica en la forma en que el hardware procesa la información. Aunque aún se encuentra en una fase incipiente, la computación cuántica está llamada a cambiar de forma radical la manera en que interactuamos con el mundo digital.

Currently, computers represent information in bits in a binary fashion, either as a one or a zero. A collection of bits, called a string, can be used to represent things like letters of the alphabet; using the American Standard Code for Information Interchange, {01000001} is the code for the letter A, for example. Using this binary system of bits, computations are done either serially (one after the other) or in parallel (multiple calculations are broken into multiple subtasks which are then worked through at the same time).

La computación cuántica, por su parte, trabaja con qubits, o bits cuánticos, en lugar del bit tradicional. Los cálculos que involucran qubits se realizan simultáneamente, sin dividir las operaciones en subtareas que se ejecuten en modelos de procesamiento paralelo. En otras palabras, utilizando el modelo actual basado en bits, tres bits juntos pueden representarse en ocho combinaciones posibles: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 y 111. En el modelo basado en qubits, las ocho combinaciones posibles de tres qubits pueden representarse únicamente mediante los propios qubits, lo que significa que una notación de tres qubits puede abarcar todas las combinaciones posibles de unos y ceros.

En los casos relacionados con la computación probabilística (es decir, determinar qué combinaciones, de entre todas las posibles combinaciones de qubits, son las «correctas»), los qubits permiten realizar cálculos simultáneos sin necesidad de desglosar cada cálculo en subtareas más pequeñas antes de computar cada resultado y, posteriormente, tener que comparar o identificar la combinación «correcta». Esto supone un enorme ahorro de tiempo de cálculo en muchas circunstancias, una vez que el número de bits o qubits en el cálculo comienza a aumentar. Cuanto mayor es el número de bits/qubits, más fácil resulta apreciar el ahorro de tiempo obtenido, desde el punto de vista computacional, en muchos cálculos. La progresión de combinaciones posibles utilizando bits se expresa mediante la fórmula 2n: 2 bits = 4 combinaciones, 3 bits = 8 combinaciones, 4 bits = 16 combinaciones, 5 bits = 32 combinaciones, y así sucesivamente. Si bien las combinaciones pueden resolverse en paralelo utilizando bits, no es necesario generar subtareas cuando se utiliza la computación cuántica.

Esto significa que, para tareas prácticas, como el cifrado y descifrado de información, es posible comprobar numerosas contraseñas o combinaciones de caracteres en una fracción del tiempo que tardan los ordenadores actuales en analizarlas. Es posible que los métodos de cifrado actuales dejen de ser seguros para el almacenamiento a largo plazo (piense en iCloud, Google Drive, Dropbox, etc.). El cifrado actual basado en transacciones, como el que se utiliza para las operaciones bancarias en línea, seguiría siendo relativamente seguro, ya que la solidez del cifrado solo es necesaria durante el tiempo que tarda en procesarse una transacción y en registrarse y contabilizarse los resultados. Sin embargo, la seguridad de la información, tanto como práctica como sector, requerirá un cambio de paradigma para mantener el nivel actual de expectativas de los usuarios en materia de privacidad. Para obtener más información sobre informática y tecnología, obtenga su licenciatura en ձ𳦲ԴDZDzí de la Información.