IBM presenta un nuevo y potente procesador cuántico: ¿se acabarán?

Hace unos días hablábamos del proyecto en el que Meta (antes Facebook) está trabajando para el desarrollo del metaverso, un concepto de realidad virtual y aumentada que prácticamente nos va a permitir desdoblar nuestra vida entre la realidad e Internet. Este proyecto, de concretarse tal como lo tiene previsto la compañía, podría revolucionar nuestras vidas. Hablando de revoluciones y de tecnología, IBM ha alcanzado un nuevo hito en el mundo de la computación que en el futuro puede ser igualmente revolucionario.

La compañía estadounidense ha anunciado la fabricación de un nuevo procesador cuántico de 127 cúbits. Según la compañía, el número de bits clásicos necesarios para igualar la potencia de cálculo de este procesador supera el número total de átomos de los más de 7.500 millones de personas que viven actualmente.

Si el bit es la unidad mínima de información clásica, el cúbit lo es de la cuántica. La diferencia principal entre ellos es que el bit tradicional sólo puede entregar resultados binarios (0 y 1), mientras que el cúbit, aprovechando las propiedades de la mecánica cuántica, puede tener ambos valores al mismo tiempo (0 y 1), lo que habilita una velocidad de procesamiento mucho mayor. Cada uno de sus procesos es independiente. Esto quiere decir que mientras en la computación clásica la resolución de problemas es lineal, la computación cuántica puede resolver más de una operación al mismo tiempo.

Más de 100 cúbits

Bautizado con el nombre de Eagle (Águila en inglés), es el primer procesador cuántico de IBM desarrollado y desplegado para contener más de 100 cúbits operativos y conectados y sigue al procesador Hummingbird de 65 cúbits de IBM presentado en 2020 y al procesador Falcon de 27 cúbits presentado en 2019.

El procesador cuántico Eagle de IBM tiene 127 cúbits. (Foto: IBM)

Desde IBM se asegura que los ordenadores cuánticos van a tener un papel central en la resolución de grandes problemas sociales como la sostenibilidad, el cambio climático y la salud pública. «Los ordenadores cuánticos han pasado de ser un sueño para los físicos a ser ahora un reto para los ingenieros», ha señalado Arvind Krishna, CEO y presidente de IBM. Entre las prin

cipales aplicaciones de la computación cuántica, Krishna destaca el desarrollo de «nuevos medicamentos y materiales, modelos meteorológicos más precisos, baterías que podrían ser 1.000 veces más potentes o fertilizantes que requieren menos energía«.

IBM Quantum System Two

Hoy se va a realizar la presentación del nuevo procesador en el IBM Quantum Summit 2021, el evento anual que organiza la compañía para mostrar los hitos en hardware y software cuánticos, así como el crecimiento del ecosistema cuántico. En este encuentro también va a presentar IBM Quantum System Two, un ordenador cuántico modular diseñado para funcionar con los futuros procesadores de 433 cúbits y 1.121 cúbits que la multinacional pretende tener listos en 2022 y 2023, respectivamente.

Este no es el primer ordenador cuántico de la compañía. El IBM Quantum System One, que alberga el procesador cuántico Falcon de 27 cúbits, ya está siendo utilizado en los centros de datos de IBM en Nueva York. El pasado mes de junio este equipo fue instalado en la ciudad de Ehningen, Alemania, y a su presentación asistió incluso la canciller, Angela Merkel.

Arvind Krishna, CEO y presidente de IBM. (Foto: IBM)

Una tecnología de estas características y con semejante potencial es objeto de una carrera entre compañías y países para ver quién fabrica antes el ordenador cuántico más potente con el procesador con más cúbits. IBM y Google compiten por lograr el primer ordenador cuántico de uso comercial, pero más de una treintena de compañías en el mundo trabajan intensamente en esta tecnología, entre ellas gigantes como Microsoft, Intel, HP, Hitachi, Honeywell, Toshiba, Fujitsu y Samsung.

La guerra se extiende a nivel de países y, como es habitual desde hace años, los principales contendientes son Estados Unidos y China. Ambas potencias quieren liderar lo que puede ser la próxima gran revolución informática. De momento, la inversión china en este proyecto es muy superior. Frente a los 1.200 millones de dólares destinados por Estados Unidos al desarrollo de esta tecnología, China ha empleado 10.000 millones, lo que d momento no se ha traducido en mejores resultados por parte del gigante asiático.

Google es una de las empresas que compiten por lograr el primer ordenador cuántico de uso comercial. (Foto: Google)

Desde el punto de vista estratégico, la computación cuántica puede ser un arma fundamental en un hipotético ciberconflicto entre países. Esto se puede ver mejor con un ejemplo. Imaginemos que queremos descifrar una contraseña numérica para entrar en determinado sitio de Internet con información secreta. La computación clásica tendría que procesar distintas combinaciones de números, una por una, para encontrarla. La computación cuántica no. Dadas las propiedades del cúbit (poder tener dos valores al mismo tiempo), se podrían probar miles de combinaciones en un mismo segundo, lo que en definitiva podría romper cualquier tipo de encriptación existente en la actualidad.

Peligro para las criptomonedas

Esto que, dicho así, suena a película de espías y o de ciencia ficción, es ya motivo de preocupación en el mercado de las criptomonedas.

Según un informe realizado por la consultora Deloitte, un ordenador cuántico podría ser utilizado para robar criptomonedas mediante el uso de la potencia de computación masiva para obtener contraseñas o códigos. Los investigadores llegaron a la conclusión de que el nivel de amenaza dependería del tipo de moneda. Creen que al menos el 25% de bitcoin correría riesgo.

Las criptomonedas están protegidas por una tecnología llamada criptografía de clave pública. El sistema es omnipresente, protege sus compras en línea y codifica sus comunicaciones para cualquier otra persona que no sea el destinatario previsto. La tecnología funciona combinando una clave pública, una que cualquiera puede ver, con una clave privada que es solo para sus ojos.

Un ordenador cuántico podría ser utilizado para robar criptomonedas. (Foto: E&J)

Si el progreso actual continúa, las computadoras cuánticas podrán descifrar la criptografía de clave pública, lo que podría crear una seria amenaza para el mundo de la criptografía, donde algunas monedas están valoradas en cientos de miles de millones de dólares. Si el cifrado se rompe, los atacantes pueden hacerse pasar por los propietarios legítimos de criptomonedas, NFT u otros activos digitales similares.

Anderson Cheng, CEO de la empresa británica de criptografía Post Quantum, señaló en una entrevista de Decrypt que la comunidad cripto debería tratar de desarrollar herramientas para hacer frente a los robos cuánticos. De lo contrario, en su opinión, el poder destructivo de estas máquinas podría aniquilar Bitcoin.

La buena noticia para los fanáticos de las criptomonedas es que el problema de la computación cuántica se puede solucionar adoptando la misma tecnología de criptografía postcuántica que la industria de la computación ya ha comenzado a desarrollar. El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) del Gobierno de Estados Unidos, que intenta adelantarse al problema, lleva varios años en un proceso cuidadoso para encontrar algoritmos de criptografía a prueba de cuántica con la participación de investigadores de todo el mundo.

Varios esfuerzos de criptomonedas y blockchain están trabajando activamente en software resistente a los cuánticos. Sin embargo, un problema con los algoritmos de criptografía postcuántica que se están considerando hasta ahora es que generalmente necesitan claves de cifrado numérico más largas y tiempos de procesamiento más largos. Eso podría aumentar sustancialmente la cantidad de potencia informática necesaria para albergar cadenas de bloques.

Además de un posible robo de claves y de problemas de seguridad, los ordenadores cuánticos pueden perjudicar a la minería de criptomonedas. La minería requiere un equipo de alta potencia. Los mineros utilizan la potencia de sus propios ordenadores para resolver problemas matemáticos. Algunos utilizan ordenadores convencionales, mientras que otros compran equipos especiales, llamados circuito integrado para aplicaciones específicas (ASIC, por sus siglas en inglés).

Ordenadores utilizados para la minería de criptomonedas. (Foto: Wikimedia)

Quien primero resuelve el problema matemático obtiene la recompensa del bloque. Lógicamente, cuanto más potente sea el ordenador, mayores serán las posibilidades de resolver el problema y de obtener la recompensa pagada en bitcoins. A veces los mineros unen sus fuerzas y resuelven los problemas juntos.

Los ordenadores cuánticos darían el traste con este sistema por estar a un nivel muy diferente de poder de cálculo. Un ordenador de ese calibre en manos de un experto podría hacerse con el 51% de la capacidad para que los mineros puedan minar y procesar transacciones en una blockchain de bitcoin. Esto, que se conoce como el “Ataque del 51%”, daría al dueño de dicha máquina el control total del mercado de la criptomoneda. Una toma de poder como esa destruiría la capacidad de la red para funcionar de manera correcta y bloquearía las confirmaciones de las transacciones.

Se necesitaría una cantidad colosal de recursos, tanto monetarios como energéticos, para conseguir un ataque como ese utilizando ordenadores normales. Un ordenador cuántico conectado a una red de criptomonedas podría completar ese tipo de ataque de forma rápida y barata.

Quedarse con la mayoría de la capacidad de minado de bitcoin o el de otras criptomonedas que utilicen la criptografía podría significar la ruina de un proyecto cripto. Sólo un usuario o grupo de usuarios con una potencia de cálculo comparable sería capaz de resistir tal ataque.

En la práctica, es poco probable que este tipo de esquema ocurra. El problema es que comprar un ordenador cuántico hoy en día para convertirse en un criminal cripto es inviable. Al menos de momento.