En El Independiente te ofrecemos la guía definitiva para elevar el nivel de cualquier conversación en la barra de un chiringuito este verano. De los neutrinos superenergéticos, a las modernas técnicas de edición genética. Cualquier asiduo lector de este periódico estará familiarizado con algunos de los temas científicos de este año. Sé un Einstein en bermudas sin caer en cuñadismos. Aquí te advertimos qué frases puedes soltar con toda tranquilidad (color verde) y cuáles te harán parecer un patán cuántico (semáforo rojo). Hoy, ciberseguridad y computación cuántica. Puedes empezar diciendo…

  1. «El ordenador cuántico va a reventar todas las contraseñas»

    Más fácilmente


    Buen punto. Es lo que, de hecho, se suele decir una y otra vez a la hora de hablar del ordenador cuántico. Su velocidad será tal, que podrá descifrar códigos de seguridad en segundos, cosa que los ordenadores clásicos no pueden ni tan siquiera hacer en siglos. Eso es debido a que la mayoría de sistemas de cifrado actuales están basados en algoritmos de clave pública-privada. «En este sentido, la computación cuántica supone un nuevo escenario», señala a El Independiente Ronald Rivest, uno de los creadores de aquel algoritmo en 1978. «Ya es difícil guardar secretos en la actualidad», señala este matemático que recuerda que su sistema se basa en la factorización de números grandes. Es decir: es muy fácil calcular que 25×83=2.075. Pero a un ordenador le costaría muchísimo saber qué dos número multiplicados dan 2.075. «Tendrán que pasar décadas para saber cómo proteger nuestros datos». Él, que estuvo de visita en Madrid para recoger el Premio Fronteras del Conocimiento FBBVA, se dedica al voto electrónico. «Por el momento, la papeleta de toda la vida es el sistema más seguro», reconoce. Así que, el ordenador cuántico puede cambiar el sistema en que protegemos nuestra privacidad, pero ésta ya está amenazada. Y la física cuántica, en todo caso, puede ayudarnos a crear mejores protecciones.
  2. «Los chinos ya tienen uno funcionando»

    Eso dicen, pero no


    En realidad, los chinos han hecho una cosa con las comunicaciones cuánticas que justamente tiene que ver con una mejor protección de los mensajes. Un equipo de la Universidad de Hefei fue capaz de enviar información en forma de fotones a 1.203 kilómetros. Esa información es prácticamente inespiable. Eso les permitió desarrollar, después, la que se calificó como la videoconferencia más segura de la historia.No hay que confundir comunicación cuántica con computación cuántica. La primera es, más o menos, una realidad plausible. Mandar mensajes inespiables gracias a una propiedad de las partículas subatómicas: la superposición, una partícula (un fotón, un electrón…) puede estar en dos estados a la vez. Cuando echamos un vistazo, automáticamente colapsa y elige uno de los estados. Si quieres fardar en el chiringuito de lo que sabes, pero sin espantar al personal, te damos una posible metáfora con la que meterte a la gente en el bolsillo. Física cuántica con calcetines:


    ¿Calcetines entrelazados cuánticamente? ¿Tazas de café hirviendo en la nevera? Son jóvenes, matemáticas y cuánticas. Bucean en el mundo de lo más pequeño con sus particulares propiedades hablando el lenguaje de los números para tratar de traducir y sacar partido el mundo de las partículas. | Vídeo: M.V.


    Ahora bien, ni Google, ni IBM, ni los chinos. Por más que se empeñen en vender ya el futuro revolucionario de la informática, “nadie ha conseguido la supremacía cuántica”, señala el profesor de Computación e Inteligencia Artificial de la UMA Francis Villatoro (@emulenews). Es decir, “un ordenador cuántico aún no puede realizar mejor  tareas que uno clásico”.

  3. «¿Ordenador cuántico? Mi gato sí que es cuántico»

    A ver... quedarás como un enterado gracioso


    En el imaginario de la física cuántica, el gato es el emblema. No tiene nada que ver con los ordenadores, más allá de que sean los reyes de internet. La metáfora data de 1935. Erwin Schrödinger planteó un experimento mental absurdo. Una caja opaca con una botella de veneno, un martillo que se activa con una partícula radiactiva y un gato en su interior. En mecánica cuántica, decimos que hay partículas que pueden estar en dos estados a la vez. Algo así como moviéndose en dos direcciones distintas al mismo tiempo. Un estado o tipo de movimiento golpearía el martillo, liberando el veneno e intoxicando al gato dentro de la caja. El otro no lo desataría. Eso implica algo verdaderamente loco: hay un momento en que el gato está vivo y muerto a la vez. Sin embargo, sabemos que en el mundo cuántico en el momento que un observador echa un vistazo, el sistema colapsa: la partícula ‘elige’ de golpe estar en uno de los dos estados, implicando que el gato viva o muera en el momento en que abrimos la caja y observemos.
    Bien, hasta el propio Schrödinger pensaba que las propiedades de lo tremendamente pequeño, lo cuántico, eran inmanejables a escala macroscópica. Pero resulta que sí somos capaces, de ahí la importancia para conseguir un ordenador cuántico o comunicaciones invulnerables.Ahora bien, el premio Nobel Serge Haroche nos contaba hace poco que “el ordenador cuántico está en el terreno de la utopía. Son sistemas muy frágiles”. Los ordenadores cuánticos hasta ahora presentados funcionan con un puñado de cúbis (bits cuánticos) y están llenos de errores. “No sabemos cómo hacerlo. En la actualidad se investiga en la posibilidad de ir corrigiendo los errores que comente. También en aislarlos mejor y ver qué tipo de partículas usar para mejor llevar los bits información. Es preciso que, además, antes se inventen algoritmos que puedan ser útiles en la computación cuántica, si es que un día la logramos”.

  4. En 1935, Erwin Schrödinger planteó un experimento mental absurdo. Una caja opaca con una botella de veneno, un martillo que se activa con una partícula radiactiva y un gato en su interior. En mecánica cuántica, decimos que hay partículas que pueden estar en dos estados a la vez. Algo así como moviéndose en dos direcciones distintas al mismo tiempo. Un estado o tipo de movimiento golpearía el martillo, liberando el veneno e intoxicando al gato dentro de la caja. El otro no lo desataría. Eso implica algo verdaderamente loco: hay un momento en que el gato está vivo y muerto a la vez. Sin embargo, sabemos que en el mundo cuántico en el momento que un observador echa un vistazo, el sistema colapsa: la partícula ‘elige’ de golpe estar en uno de los dos estados, implicando que el gato viva o muera en el momento en que abrimos la caja y observemos | Vídeo: M.V.

     

  5. «Cuando tengamos ordenadores cuánticos no se nos volverá colgar el Word»

    Cuñadez


    No. Nada de Word. Un procesador de texto en un ordenador cuántico iría igual de rápido que el tuyo, salvo que tengas un Pentium II. Los ordenadores cuánticos no están pensados para la ofimática. Ahí y en la mayoría de usos cotidianos no hay diferencias con uno clásico. Es como si instalases el WordPerfect 5.1 en tu ordenador actual. No notarías demasiada diferencia funcionando en tu actual Core 2 Duo o en un Inves del año 95.Los ordenadores cuánticos tendrán aplicaciones muy específicas, en principio, muy alejadas de las domésticas. Pueden ser útiles para investigación biomédica o creación de fármacos. También para simular otros sistemas cuánticos o hacer más rápido cálculos complejos, como los relacionados con dinámicas de fluidos.

    Qué bonito era el WordPerfect 5.1

    Qué bonito era el WordPerfect 5.1

  6. «Nos vamos a llevar un Nobel por el ordenador cuántico»

    Puede ser


    No es descartable. Se suele hablar cada año de que el científico español Juan Ignacio Cirac y su colega Peter Zoller, del Instituto Max Planck, pueden llevarse un Nobel conjunto. Ellos desarrollaron un método para manejar átomos a nivel cuántico, la base para poder crear cúbits de información. Ellos atrapan átomos en una trampa magnética. Les aplican luz a bajísimas temperaturas, condiciones con las que consiguen manipularlos. El problema es que “en todos estos años no se ha podido hacer con más de una decena de átomos”, lejos de los miles necesarios.

    El investigador Juan Ignacio Cirac

    El investigador Juan Ignacio Cirac FBBVA

    Se explora con otros métodos. Por ejemplo, el año pasado presentaron unos «polvos mágicos» (literalmente) en la Universidad de Southampton. Los autores de la nueva técnica aseguran que es muy escalable (se podrían usar más y más cúbits y hacer muchas cosas).  Pero Villatoro recela: “Yo lo dudo mucho”. Los sistemas cuánticos tienden a volverse clásicos.En la misma línea se muestra Ángela Capel, doctoranda en el ICMAT-UAM, volcada en describir cómo la temperatura afecta a las memorias de uno de estos posibles aparatos del futuro. “Estamos tardando mucho porque cuando se trabaja con partículas en las que actúa la mecánica cuántica hay muchísimos errores que surgen con los que cuesta lidiar; por ejemplo tiempo de coherencia”. Es decir, el tiempo en que el sistema se comporta verdaderamente como un ordenador cuántico y no como uno convencional.

  7. «Por mí, como si sacan el PIN de mi tarjeta de crédito»

    Efectivamente, no hay por qué preocuparse


    “Tu móvil ahora mismo es capaz de descifrar las claves que usaba la CIA en 1990”, ejemplifica el profesor Villatoro. “¿Acaso estamos como locos todos viendo lo que hacía la CIA entonces? No, nadie se preocupa. Nos preocupa la seguridad de la última compra que hacemos por Amazon”. El cifrado estará (y ya está) mucho más blindado. Ya hay algoritmos clásicos que son casi inviolables para un futuro ordenador cuántico. “Esto es un poco como el efecto 2000; –compara Villatoro– parecía que se acababa el mundo y no pasó nada, se cambiaron los ordenadores. En el momento en que haya sospechas de que alguien tiene un ordenador cuántico, todas las grandes compañías te venderán un servicio de cifrado postcuántico”. Es verdad que quedarían expuestas las comunicaciones del pasado, pero “¿a quién le interesa la clave de tu tarjeta de hoy dentro de 30 años?”.

Y ahora, que estás en la playa o similar, quizás pienses que en el futuro los chiringos estarán gobernados por ordenadores cuánticos. Que ese pincho de tortilla saldrá de una receta computada a la velocidad de la luz. Aquí, en El Independiente, ya habíamos contemplado esa posibilidad. Te dejamos con…


La tortilla cuántica

Si en las tripas de un ordenador clásico se fabricaran tortillas de patatas, el procesador sería como un chef. Ordenaría la secuencia de instrucciones de la receta. Si tiene pinches (chips o transistores), puede hacer (1) o dejar de hacer (0) diferentes cosas en el proceso, como batir huevos o pelar patatas. Pero en el ordenador cuántico ‘puro’ o topológico, los chips se reducen a partículas como átomos o electrones.  A esas escalas, las partículas pueden hacer varias cosas al mismo tiempo: cascar un huevo (1), no cascarlo (0) o cascarlo y no cascarlo a la vez (1 y 0).  Las partículas se pueden encontrar en superposición, con consecuencias teóricas increíbles, como el Gato de Schrödinger, que está vivo y muerto a a vez. Se convierten en pinches multitarea y ni siquiera hay que decirles uno a uno lo que tienen que hacer. Tendremos tortillas en tiempo récord.

Pero son tímidos y si alguien los mira o interrumpe, dejan de hacer varias acciones a la vez. Paradoja cuántica: un huevo puede estar cascado e intacto al mismo tiempo, pero si echamos un vistazo, sólo lo veremos en uno de los estados. Por eso es tan difícil hacer ordenadores cuánticos. Los pinches (átomos) tienen que estar muy muy bien aislados y dejarlos a su aire. Lo que hace uno, afecta al resto, incluso aunque no se vean entre sí en la cocina. | Vídeo: Mario Viciosa