Google ha presentado un nuevo chip "Willow" que, según afirma, "tiene la capacidad de resolver un problema matemático en 5 minutos que a una supercomputadora le demoraría 10 septillones de años (es decir, 10^25), un número que excede ampliamente la edad del Universo", de acuerdo con el comunicado de la compañía.
Willow está compuesto por 105 cúbits físicos. Los cúbits (en inglés qubits) son la unidad básica de información en una computadora cuántica, similar a los bits en una computadora clásica.
El equipo detrás de este chip añadió que "Willow puede reducir los errores exponencialmente a medida que aumentamos la escala utilizando más cúbits", lo que sugeriría que en el futuro existirían versiones más potentes.
Aprovechan la mecánica cuántica (el extraño comportamiento de las partículas ultrapequeñas) para resolver problemas mucho más rápido que los ordenadores tradicionales. Este chip es el último desarrollo en un campo conocido como computación cuántica, que intenta utilizar los principios de la física de partículas para crear un nuevo tipo de computadora increíblemente poderosa.
Se espera que los ordenadores cuánticos puedan llegar a utilizar esa capacidad para acelerar enormemente procesos complejos, como la creación de nuevos medicamentos. Sin embargo, los expertos dicen que Willow es, por ahora, un dispositivo en gran parte experimental, lo que significa que una computadora cuántica lo suficientemente poderosa como para resolver una amplia gama de problemas del mundo real aún está a años (y a miles de millones de dólares) de distancia.
Para medir el rendimiento de Willow, utilizamos una prueba de referencia de muestreo aleatorio de circuitos (RCS). El muestreo RCS es un estándar generalizado, es el benchmark más exigente que puede ejecutarse hoy en día en un ordenador cuántico. Se verifica si un ordenador cuántico es capaz de hacer algo que no se puede hacer con un ordenador clásico. Lo primero que tiene que hacer cualquier equipo que haya construido un ordenador cuántico es comprobar si supera a los ordenadores clásicos en una prueba RCS.
También se teme que se pueda utilizar para fines criminales como, por ejemplo, para romper algunos tipos de cifrado utilizados para proteger datos sensibles. En febrero, Apple anunció que el cifrado que protege los chats de iMessage se está haciendo "a prueba de cuántica" para evitar que los lean los potentes ordenadores cuánticos del futuro.
Hartmut Neven dirige el laboratorio de inteligencia artificial cuántica de Google que creó Willow y se describe a sí mismo como el "optimista jefe" del proyecto. Le dijo a la BBC que Willow se utilizaría en algunas aplicaciones prácticas, pero un chip de este tipo capaz de realizar aplicaciones comerciales no aparecerá antes de finales de la década, dijo.
En cambio, el profesor Alan Woodward, un experto en informática de la Universidad de Surrey, en Inglaterra, dice que "las computadoras cuánticas serán mejores en una variedad de tareas que las computadoras clásicas actuales, pero no las reemplazarán".
Advierte contra la exageración de la importancia del logro de Willow en una sola prueba. "El problema que Google eligió como punto de referencia de rendimiento estaba hecho a medida para una computadora cuántica, por lo que no logra demostrar un aceleramiento universal en comparación con las computadoras clásicas".
No obstante, dijo que Willow representaba un progreso significativo, en particular en lo que se conoce como corrección de errores. En términos muy simples, cuanto más útil es una computadora cuántica, más cúbits tiene. Sin embargo, un problema importante con esta tecnología es que es propensa a errores, una tendencia que anteriormente ha aumentado cuanto más cúbits tiene un chip.
Pero los investigadores de Google afirman que han revertido esta situación y han logrado diseñar y programar el nuevo chip de manera que la tasa de error se redujera en todo el sistema a medida que aumentaba el número de cúbits. "Fue un gran avance que resolvió un desafío clave que el campo había perseguido durante casi 30 años", dice Neven.
¿Afectará el cifrado utilizado en Bitcoin?
Tras conocerse la noticia de Willow, surgió la pregunta sobre si un ordenador cuántico lo suficientemente avanzado podría romper los esquemas de criptografía de Bitcoin. La computación cuántica, y el chip Willow de Google, podrían afectar a Bitcoin de varias maneras teóricas debido a su capacidad para realizar cálculos extremadamente complejos a velocidades mucho mayores que las computadoras clásicas.
Bitcoin utiliza criptografía para garantizar la seguridad de las transacciones y la propiedad de los activos. El algoritmo empleado para efectuar la firma digital de las operaciones en su red es ECDSA (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm).
La seguridad de ECDSA se basa en la dificultad de resolver el problema matemático de la clave privada a partir de la clave pública (problema de logaritmo discreto elíptico), que es extremadamente difícil de comprometer para las computadoras clásicas.
Sumado a ello, la red Bitcoin utiliza el algoritmo de minería SHA-256 (Secure Hash Algorithm). Es un algoritmo de hash utilizado en el proceso de minería para proteger la red. Su seguridad se funda en la dificultad de encontrar colisiones (dos entradas diferentes que producen el mismo hash).
Los algoritmos cuánticos, como Shor, pueden factorizar números grandes de manera eficiente. Esto significa que un atacante hipotético, mediante ordenadores cuánticos, podría romper el algoritmo ECDSA utilizado para generar las claves privadas de Bitcoin. Si esto ocurriera, dicho atacante podría obtener las claves privadas y firmar transacciones en nombre de los usuarios sin su consentimiento.
Adicionalmente, y en términos teóricos también, los avances en computación cuántica podrían acelerar el proceso de minería de Bitcoin.
Teóricamente, usando el algoritmo Grover, un ordenador cuántico podría reducir el tiempo necesario para encontrar soluciones válidas en SHA-256, otorgando ventajas desproporcionadas a los mineros cuánticos.
Este algoritmo podría agilizar la búsqueda en bases de datos no ordenadas, lo que disminuiría significativamente la seguridad de las funciones hash como SHA-256. Los mineros cuánticos podrían resolver los problemas de minería más rápido, obteniendo recompensas de bloque con mayor frecuencia que los mineros clásicos. Pero, la implementación teórica más eficiente de un ordenador cuántico para detectar una colisión de SHA-256 es en realidad menos eficiente que la implementación clásica teórica para romper el estándar. Incluso una implementación eficiente del Algoritmo de Shor podría no romper algunos de los estándares de criptografía utilizados en bitcoin. Se ha teorizado que SHA-256 es resistente al quantum.
Sin embargo, el riesgo cuántico es una preocupación a largo plazo que podría mitigarse con actualizaciones a algoritmos resistentes a la computación cuántica. Por ejemplo, tras conocida la noticia de Willow, analistas de Bernstein Research sugirieron que "cualquier amenaza práctica para Bitcoin parece estar a décadas de distancia" con la computación cuántica.
Pese a esa afirmación, estos especialistas también dejaron en claro que la comunidad bitcoiner debiera comenzar a prepararse para el futuro cuántico.
En este sentido, el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) de EE.UU. ya ha aprobado propuestas de criptografía post-cuántica, un cifrado que no se rompería incluso con ordenadores cuánticos mucho más grandes que los que podemos construir actualmente. Calculan que los ordenadores cuánticos lo suficientemente grandes como para desbaratar el cifrado clásico llegarán potencialmente en los próximos veinte años.
Fuente: Google | BBC | Criptonoticias