Quantum Leap: la revolución de la computación cuántica
Computación cuántica es el término utilizado para englobar el cambio masivo que se está produciendo tanto en el hardware de los ordenadores como en la computación digital. La base de esta revolución en la computación está en la forma en que la información es procesada por el hardware. Aunque todavía está en pañales, la computación cuántica está preparada para cambiar fundamentalmente la forma 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, en cambio, trabaja con qubits, o bits cuánticos, en lugar del bit tradicional. Los cálculos en los que intervienen los qubits se realizan simultáneamente, sin dividir los cálculos en subtareas que se ejecutan 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 sólo con los propios qubits, lo que significa que una notación de tres qubits puede abarcar todas las combinaciones posibles de 1s y 0s.
En los casos que implican un cálculo probabilístico (es decir, determinar qué combinaciones, de entre todas las posibles combinaciones de qubits, son las "correctas"), los qubits permiten el cálculo simultáneo sin necesidad de dividir cada cálculo en una subtarea más pequeña antes de calcular cada resultado, y luego tener que comparar o identificar la combinación "correcta". Esto representa 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 es ver el ahorro de tiempo ganado, computacionalmente hablando, en muchos cálculos. La progresión de las combinaciones posibles mediante bits se expresa con la fórmula 2n: 2 bits = 4 combinaciones, 3 bits = 8 combinaciones, 4 bits = 16 combinaciones, 5 bits = 32 combinaciones, y así sucesivamente. Mientras que las combinaciones pueden trabajarse en paralelo utilizando bits, no es necesario generar subtareas cuando se utiliza la computación cuántica.
Esto significa que para las tareas prácticas, como el cifrado y descifrado de la información, se pueden comprobar muchas contraseñas o combinaciones de caracteres posibles en una fracción del tiempo que tardan los ordenadores actuales en trabajar con ellas. Es posible que los métodos de encriptación actuales ya no resulten seguros para el almacenamiento a largo plazo (piense en iCloud, GoogleDrive, DropBox, etc.). El cifrado actual basado en transacciones, como el que se utiliza para las transacciones bancarias en línea, seguiría siendo relativamente seguro, ya que la fuerza del cifrado sólo es necesaria durante el tiempo que tarda en procesarse una transacción y en registrarse y publicarse los resultados. Sin embargo, la seguridad de la información, como práctica y como industria, requerirá un cambio de paradigma para mantener el nivel actual de las expectativas de privacidad de los usuarios. Para saber más sobre la informática y la tecnología, obtenga su licenciatura en Tecnología de la Información.
