SOBRE LA COMPUTACIÓN CUÁNTICA

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Imagina que sostienes un extremo de una cuerda de diez metros. El otro punto lo sostiene un amigo. Entre tú y él hay una pared que los impide verse el uno al otro. Esta pared tiene un orificio por donde pasa la cuerda. Para comunicarse, lo único que pueden hacer es dejar la cuerda floja o ponerla tensa. Esos dos estados tú y yo los vamos a entender como “estado activo” y “estado pasivo”, “estado alto” o “estado bajo”. Mejor aún, dado que tu naturaleza y la mía son algo nerd, vamos a llamar a esos estados como el mundo de la tecnología los conoce: uno (estado tenso, alto, activo) y cero (estado flojo, pasivo, bajo).

En ingeniería, un bit es un pedazo de información que sólo puede tener dos estados, ya sabes, el uno o el cero. Un conjunto de ocho bits lo llamamos “byte”. Cuando tu dejas la cuerda floja, tu amigo anota un “0” en una hoja. Luego tensas la cuerda y él anota un “1”. La dejas floja cinco veces seguida y al final la tensas una vez más. Has enviado esta serie: 01000001.

Antes de ponerse a jugar a esto de la cuerda, tu amigo y tú se pusieron de acuerdo en un código. Decidieron que se iban a enviar mensajes divididos en bits y bytes. Cada estado de la cuerda es un bit y ocho bits hacen un byte. Decidieron arbitrariamente codificar el alfabeto tradicional para decir “cuando yo te envíe 01000001 eso significa una ‘A’ y cuando te envíe 01000010 es una ‘B'” y así. Tu amigo sabe que ya tiene una “A” del mensaje que le quieres enviar a través de la cuerda.

Todo lo anterior suena lento y absurdo, pero así es exactamente como funciona este dispositivo digital con el que estás leyendo mi artículo, a base de ceros y unos. Obviamente aquí no tienes a dos tipos aburridos moviendo cuerda alguna. Lo que tienes es electricidad. Cuando los cablecitos que conectan las computadoras en internet mandan energía se considera un “1” y cuando hay ausencia de la misma es un “0”. Esto ocurre a velocidades que a la mayoría nos darían dolor de cabeza siquiera considerar genuinamente, así que créeme cuando te digo que todo el proceso es veloz y minúsculo (el voltaje utilizado para enviar estas señales es de escala ridícula).

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Antes de existir el término “científicos”, a las personas eruditas y experimentales se les conocía como “filósofos naturales”, tipos con la capacidad de pensar y razonar a niveles tan complejos que terminaron regalándonos el renacimiento y la ilustración, bellos períodos que siguen influenciando nuestra organización en política, ciencia, comportamiento y demás.

En 1935, un tipo llamado Edwin Schrödinger se le ocurrió pensar en una caja y un gato para explicar (parte) de las complejidades de la recién inaugurada teoría cuántica. Funciona a grosso modo así:

  • metes un gato a una caja y
  • te preguntas si está vivo o muerto.

Fin de la microhistoria.

Nadie sabe si el gato está vivo o muerto, y ahi viene el por qué quería decirte que los buenos científicos en realidad son buenos filósofos (naturales). El propósito de este pensamiento extraño del gato en la caja es permitirnos aceptar la posibilidad simultánea —esta es la palabra clave—  de que ambas opciones son ciertas: el gato está vivo y está muerto al mismo tiempo porque simplemente no podemos establecer con claridad ninguno de los dos estados de forma separada. La vida y la muerte están superimpuestas en nuestra consideración del estado.

Esto no ocurre con nuestra cuerda. Nuestra cuerda sólo puede estar floja o tensa, pero no hay una posibilidad de tener un estado donde pueda estar floja-tensa al mismo tiempo.

En teoría electrónica se le llama estado binario al hecho de tener eso, sólo dos posibilidades para almacenar información. El estado binario es el estado actual de los gadgets y todo lo digital que nos rodea. Computadoras, televisiones, smartphones, el control remoto de tu aire acondicionado, todo está basado en ese estado. Hemos construido un mundo genial a base de unos y ceros.

¿Qué sigue?

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Ahora vamos al pasado y traemos a un tipo de —no sé— la antigua Grecia. E intentamos explicarle todas las maravillas que ve a su alrededor y que nosotros ya damos por hecho como algo cotidiano. El horno de microondas, la secadora de cabello, las lámparas en las calles, los aviones, etcétera. Podrá entender los conceptos pero ese tipo va a vivir maravillado por muchos años. Se acostumbrará a cosas que jamás pensó que necesitaba en su vida, como la televisión, el internet, una regadera con agua caliente al bañarse y las llamadas de teléfono para ordenar comida.

La computación cuántica nos va a poner en ese estado.

Ya hablamos de los bits que sólo tienen dos estados. Bien. La teoría cuántica no utiliza bits, utiliza qubits. En un qubit (se pronuncia algo así como “kiu bit”) puedes almacenar un cero, un uno y una superimposición de ambos, un cero-uno (piensa en el gato, piensa en Schrödinger). Este “tercer estado” raro hace toda la diferencia a la hora de hacer cálculos matemáticos. Lo que a un sistema de procesamiento tradicional basado en computación binaria le tomaría años calcular, una computadora cuántica lo podrá hacer teóricamente en segundos.

Tú y yo estamos cerca de experimentar en esta vida un asombro similar al de ese tipo de la antigua Grecia del que te hablé.

Los desarrollos científicos, financieros, biológicos, técnicos, sociales y demás que llegarán de la mano de la computación cuántica nos harán ver a la electrónica actual como los que tienen automóviles ven a aquellos que andaban en carretas: sí, está bien, sirve, pero hay maneras mucho más increíbles y geniales para transportarse.

Hay maneras mucho más increíbles y geniales para hacer las cosas en este mundo.

La computación cuántica las va a permitir.

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Caballo de Troya es un libro de J.J. Benítez (sin relación conmigo, desafortunadamente). Publicado en 1984, el autor insiste que su trabajo está basado en documentos de una operación ultrasecreta norteamericana para viajar al tiempo de Jesucristo. Fue el primer libro “serio” que leí a los nueve años y atrapó mi imaginación desde entonces. Lo curioso es que entre otros muchos datos científicos y técnicos fascinantes, la historia habla de la computadora cuántica a bordo de la nave que los pilotos utilizan para trasladarse entre épocas. La narración describe el poder de los cálculos infinitesimalmente complejos que se requieren y cómo la tecnología electrónica binaria está fuera de este juego de las grandes cosas en el proyecto bautizado como el título del libro.

En 1984 había un tipo hablando en español sobre computación cuántica.

En 2018 aún no contamos con computadoras cuánticas comerciales disponibles.

Más allá de la teoría de la conspiración sobre si es cierto o no que naciones poderosas tienen ya acceso a este tipo de poder de procesamiento sin paralelo, lo interesante está en las posibilidades que historias como ésta ilustran: viajes en el tiempo.

Dudo —sin bases, pero dudo— que tú y yo vayamos a viajar en el tiempo en esta vida.

Pero no dudo que la computación cuántica comercial está más cerca.

Google y otras empresas en ese calibre llevan años desarrollando estas capacidades de forma interna. Más que un pasatiempo o una curiosidad intelectual, lo requieren como un arma de supervivencia primero y competitividad después.

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Pon a un carruaje a competir contra el automóvil moderno más modesto que gustes.

Tal vez, para empezar, no haríamos tal competencia. El resultado es obvio.

Bien. Ahora piensa que la seguridad financiera actual del mundo está basada en sistemas binarios. Y que pones a competir esos sistemas binarios —el carruaje—  contra la computación cuántica —ya sabes, el carro—.

Es una competencia desigual, ridícula, innecesaria. El ganador absoluto es y será siempre el sistema superior.

Cuando compramos algo en internet, usualmente nos aseguramos de que haya un candadito virtual al lado de la dirección de la plataforma que estamos usando para ello. Ese candado indica encriptación. La encriptación es el arte de poder mandar mensajes entre muchos puntos sin que personas no autorizadas puedan leer la información.

El método más eficaz de encriptación que se ha desarrollado está basado en una técnica matemática llamada factorización de números primos. Esto es algo así como encontrar de forma perfecta dos números primos que multiplicados nos den como resultado el número que tenemos enfrente. Todo esto es un campo apasionante que ha generado cientos de novelas y películas especialmente de la Segunda Guerra Mundial donde el asunto de proteger mensajes se volvió algo de vida o muerte. Lo que se busca – en términos sencillos, que me perdonen los criptoanalistas – es que quien no tenga la clave para descifrar el mensaje, necesite de recursos de cálculo “imposibles” para poder “atacar” el mensaje y “descomponerlo” en elementos de información entendible.

Cuando uso “imposible” es porque algo típicamente bien encriptado con la tecnología de hoy tomaría miles o decenas de miles o cientos de miles de años para ser “roto” con una supercomputadora binaria pero sería pan comido para la computación cuántica que puede navegar en universos de números jamás explorados por ningún equipo de cómputo moderno.

Intento decirte que lo que creemos que actualmente es seguro —tus passwords, cables diplomáticos, los candidatos en internet, etcétera— en realidad no lo está. Están “seguros” si el mundo fuera estático y la tecnología sólo consistiera en avances graduales de los sistemas binarios. Pero no es así. La tecnología que viene va a dar —nunca mejor dicho— saltos cuánticos que representan serias amenazas para la infraestructura actual.

Te lo voy a decir en términos que te den miedo: con un sistema computacional cuántico estándar, todos los mensajes encriptados de todas tus conversaciones de WhatsApp son fácilmente descifrables. Si un típico hacker capta hoy las señales de tu celular mientras estás chateando, le tomaría extensos recursos del nivel de agencia secreta de gobierno de primer mundo para poder husmear en tus pláticas virtuales. No es eficiente. Y por lo tanto no les interesa saber de tus sesiones de bromas, cibersexo, opiniones políticas, fotos de tus perritos y demás cosas que la gente hace en los servicios de mensajería.

No intento espantarte. Tranquilo. Tranquila. Lo que busco es ponerte el contexto de por qué la computación cuántica tiene que ser puesta al frente de nosotros los consumidores promedio tradicionales de forma gradual y restringida. Tú no sientes miedo al conectar un cable a la toma de energía eléctrica de tu casa, pero tu valor disminuirá notablemente si tienes que interactuar con cables y postes de alta tensión para poder usar tu licuadora. Es lo mismo con el poder de la computación cuántico: mucho poder es dañino.

* * *

Alan Turing no imaginó un mundo de apps, ni Candy Crush ni Pokemon Go cuando teorizó sobre inteligencia artificial y métodos computacionales binarios.

No sabemos exactamente qué demonios vamos a liberar con la computación cuántica.

Pienso en todos los artículos que actualmente leo sobre ciencia y tecnología y cómo su principal barrera suele ser la dificultad de procesar los cálculos necesarios para avanzar.

En biotecnología, genética, farmacología y etcétera todos esos cálculos computacionales interminables para simular reacciones y demás avanzarán de manera estrepitosa. Tendremos pastillas perfectas personalizadas que llegarán a casa vía inalámbrica —tal vez— en un compilador de materia que nos permita solicitar —previa suscripción, claro está— alimentos, gadgets y demás a voluntad. Piensa en un microondas al que no metes nada, pero aprietas unos botones y tienes un pastel al cabo de poco tiempo.

Suena a ciencia ficción.

Pero me pregunto cuándo algo increíble que se vuelve cotidiano no ha lucido así en el principio.

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