Clima de Negocios: así será el inminente y brutal impacto de la computación cuántica en la industria, las finanzas y la vida cotidiana

Hay cada vez más qubits danzando entre los humanos. No se ven, pero están ahí y cada vez habrá más. Y ese baile frenético de la unidad mínima de la computación cuántica se espera que protagonice la revolución que viene, una nueva forma de procesar datos digitales y generar avances que van a cambiar todo.

Esa es la gran promesa de la computación cuántica, probablemente “the next big thing”, o la “próxima gran cosa”. Se trata de una técnica que existe en el campo teórico desde hace un siglo y que desde hace un tiempo parece estar siempre cerca de dar el “gran paso”... sin lograrlo del todo aún. Bueno, quizás ese momento esté a la vuelta de la esquina y en poco tiempo emergerá, por fin, una nueva tecnología informática, una industria millonaria con cambios trascendentales que impactarán en la industria, las finanzas, la vida cotidiana… en todo. Y, además, una revolución científica a toda escala, uno de esos movimientos que generan, quizás inmediatamente, nuevas y sorprendentes tecnologías.

Mientras los bits del mundo digital que rigen gran parte la vida actual solo pueden representar un 0 o un 1, los qubits pueden estar en ambos estados al mismo tiempo gracias a un fenómeno conocido como superposición. Otro concepto clave es el entrelazamiento cuántico, una propiedad que permite que los estados de dos o más qubits estén conectados entre sí, incluso si están separados por grandes distancias. Ese entrelazamiento genera la famosa danza de los qubits. Esas dos características permiten, además, cálculos en paralelo, lo que posibilita resolver problemas complejos mucho más rápido que las computadoras clásicas.

La tecnología se consolida como un tema central en la agenda de empresas tecnológicas, gobiernos e investigadores. La carrera es por lograr la llamada ventaja cuántica, la capacidad de resolver problemas que las computadoras tradicionales no pueden abordar en tiempos razonables.

McKinsey calcula que en una década este mercado representará unos USD 100.000 millones con gran impacto en ciberseguridad, defensa, salud y energía. La consultora, que publica regularmente su Quantum Technology Monitor, recomienda que las organizaciones empiecen a explorar desde hoy los casos de uso relevantes, formen talento especializado y evalúen alianzas con startups y universidades.

Para hablar del presente y el futuro cuántico y de su brutal impacto, Infobae dialogó con Zaira Nazario, directora del área de Matemáticas de la Computación en IBM Research, en Yorktown Heights, Nueva York, EEUU. La “Big blue” es una de las empresas pioneras en la tecnología y se mantiene a la vanguardia en investigación y primeras implementaciones. Nazario es doctora en física teórica, nació en Puerto Rico, estudió en el instituto alemán Max Planck y en la Universidad de Stanford, trabaja en IBM desde 2017 y antes asesoró al Departamento de Defensa (DARPA) y a la Oficina del Director de Inteligencia Nacional (IARPA), ambos del gobierno de EEUU. Estará en Buenos Aires el 7 de agosto próximo como invitada del Instituto Argentino de Ejecutivos de Finanzas (IAEF), que preside Pablo Miedziak, y será parte del Digital Finance Forum. El evento, cuyo comité organizador está encabezado por Casiana Silveyra Perdriel, socia del estudio Beccar Varela, se realizará bajo el lema “Proyectá el futuro. Revolucioná el presente” y reunirá a más de 1.000 líderes del mundo financiero, tecnológico, corporativo y emprendedor. También contará con la presencia del gurú tech estadounidense Michio Kaku.

— ¿Cómo va a cambiar la vida de las personas con la computación cuántica?

— Soy física teórica y me apasiona saber cómo esta tecnología podrá ayudar a mis colegas a entender e interpretar leyes y nuevos efectos. Habrá avances muy importantes en simulaciones químicas, de materiales y del propio comportamiento de la naturaleza. A nivel biomolecular, ayudará a manejar temas vinculados a las baterías y como, por ejemplo, la catálisis impacta en la agricultura, nuestros alimentos y los fertilizantes. Permitirá entender mejor a la energía, cómo usarla y transportarla de manera más eficiente; mejorar las energías renovables; y también generar materiales anticorrosivos más efectivos para barcos y autos. De todo eso ya podemos ver algo de evidencia, pero luego será el tiempo de entender la intersección de la computación cuántica con el aprendizaje automático. Y ahí habrá un impacto generalizado en todas las industrias porque la inteligencia artificial aprende de esa manera. La IA estará en todo y la tecnología cuántica potenciará todo.

— Disertará en un evento de ejecutivos de finanzas, ¿cómo impactará la tecnología en ese sector?

— Ya hay compañías de servicios financieros investigando cómo pueden mejorar la detección de anomalías, fraudes y eventos extraños, la gestión de riesgo y hacer predicciones de series temporales o secuencias. Otras están investigando cómo determinar, por ejemplo, el precio de una derivada compleja y cómo la computación cuántica puede ayudar con esos patrones poco triviales, temporales y que no se pueden capturar de una manera eficiente con la computadora clásica. No es tanto para pronosticar valores, sino para entender y determinar riesgos y detección de patrones que pueden estar escondidos.

— ¿La computación cuántica es mejor que la convencional, la de unos y ceros?

— Son distintas y complementarias. Un ejemplo clásico es el problema de factorización. Si quiero multiplicar dos números enteros de 2048 bits (dos números de 2.048 cifras cada uno), una computadora clásica lo hace 2,3 milésimas de segundo, muy rápido. A la computadora cuántica ese mismo cálculo le toma 75 segundos, 30.000 veces más. Pero si se quiere factorizar un número entero de 2048 cifras [encontrar sus factores, es decir, aquellos números que multiplicados dan dicha cantidad], a una PC le tomaría 5.000 millones de años y una cuántica lo hace en unas horas. Gana, pero no porque está haciendo lo mismo de la misma manera, sino por la capacidad que tiene de encontrar relaciones y correlaciones entre variables. La computación cuántica representa la información de una forma distinta. Reformula el problema y al hacerlo le cambia la complejidad. Gana con ese cambio, resuelve de una manera diferente.

— ¿Desde cuándo existe esta tecnología?

— Este año se celebra el centenario del inicio de la mecánica cuántica. Durante ese tiempo hubo dos grandes revoluciones. La primera, el mundo de fotones y electrones, terminó generando tecnologías como el láser, celdas solares, GPS y hasta los semiconductores, el corazón de la era digital; el universo de los bits. La segunda surgió a fines de los ’70, cuando los físicos empezaron a usar la mecánica cuántica para manipular y procesar información, para resolver problemas. Por primera vez estamos viendo surgir toda esta tecnología que ya no son solo ideas teóricas, sino que es algo que se usa en la academia y la industria. En IBM llevamos unos 40 años trabajando en esto y en los últimos diez el progreso se aceleró muchísimo.

— Estamos cerca del momento de la llamada ventaja cuántica.

— Sí, cuando un equipo cuántico puede realizar cálculos mejor que las supercomputadoras clásicas más potentes, de mañera más precisa y económica. En cuatro años habrá otro punto de inflexión: IBM anunció que tendrá listo el primer procesador completamente fault-tolerant, o tolerante a errores, y que estará disponible para clientes.

— Se habla de que la tecnología podría ayudar a hackear el sistema detrás de bitcoin, la principal criptomoneda, y otros que son muy seguros.

— Es cierto, pero sería para ciertos tipos de encriptación. Si una empresa tiene datos para proteger a largo plazo, cinco o diez años, la solución existe. Hay algoritmos resistentes a un ataque por una computadora cuántica. Es lo que en IBM llamamos Quantum Safe.

En la práctica, una computadora cuántica no se parece en nada a un dispositivo convencional. Por describirlas de alguna manera, lucen como muy complejos candelabros de bronce, aunque los renders de las más modernas las muestran ya como despojados gabinetes futuristas, cajas cerradas dentro de las cuales sucede la “magia”. Para funcionar, necesitan temperaturas cercanas a cero, condiciones de aislamiento extremo y sistemas de control muy precisos. Estas exigencias explican tanto su alto costo como su complejidad operativa.

“Nuestro sistema cuántico está basado en qubits superconductores, un material que se vuelve mecánico cuántico a temperaturas muy bajas. Por eso se las ve tan extrañas, es por la infraestructura de refrigeración. Funciona con una infraestructura electrónica de control clásico, de ceros y unos. Las instrucciones se escriben en cualquier lenguaje de programación y a la máquina le llegan ceros y unos que son convertidos a señales de microondas que, a su vez, se envían a través de una línea de control hasta el chip cuántico que está en la parte más fría del equipo. Y ahí entonces manipula el estado de los qubits para hacer todo este baile que necesitamos hacer para procesar la información, el entrelazamiento cuántico. Una vez se completa el circuito de la solución del problema, colapsa el estado cuántico clásico y sale la respuesta otra vez en formato de ceros y unos”, detalló Nazario.

IBM, uno de los pioneros del sector, presentó en 2016 Quantum Experience, la primera plataforma cuántica accesible en la nube para el público general. En junio, anunció su plan más ambicioso hasta el momento: la construcción de Quantum Starling, una computadora cuántica de gran escala con 200 qubits lógicos y tolerancia a fallos. El objetivo es que esté operativa en 2029 y sea capaz de ejecutar 100 millones de operaciones cuánticas. De lograrse, representaría un salto de 20.000 veces en potencia computacional respecto de los sistemas actuales.

“Eso es hoy, pero estamos mirando lo que vendrá. Parte de mi equipo ya está trabajando en los algoritmos cuánticos que usaremos en 2033 con Blue Jay, una computadora con 2.000 qubits lógicos y 1.000 millones de operaciones cuánticas”, aseguró Nazario. El inminente futuro del futuro cuántico.