¿Es la computación cuántica adecuada para su negocio?

Conozca los beneficios y los casos de uso de la computación cuántica. Además, obtenga información detallada sobre criptografía cuántica de manos de expertos.

Crédito de la imagen: Panchenko Vladimir/Shutterstock

Los inversores invertirán 2350 millones de dólares en nuevas empresas de tecnología cuántica en 2023, según McKinsey & Company. A medida que prolifera la tecnología cuántica, los líderes empresariales pueden preguntarse si la computación cuántica es adecuada para sus trabajos y segura.

Entrevisté al miembro del IEEE Mario Milicevic, ingeniero principal de MaxLinear, una empresa de conexión de hardware y software, para hablar sobre el desarrollo de la computación cuántica en investigación y ciberseguridad.

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¿Qué es la computación cuántica?

La computación cuántica es un método para realizar cálculos utilizando qubits en lugar de bits binarios. Un bit binario puede contener uno de dos valores, 1 o 0, mientras que un qubit puede contener una combinación de valores posibles. Esta combinación, o «superposición», podría proporcionar una gran cantidad de valores posibles para que una computadora cuántica los use en el cálculo.

Otra propiedad importante de los qubits es su entrelazamiento, lo que significa que los qubits que no están en el mismo espacio físico aún pueden estar relacionados entre sí.

«Puedes resolver grandes problemas matemáticos [with quantum computers] Resolver estos problemas usando computadoras clásicas es prohibitivamente costoso. [This is a problem] Somos capaces de hacer esto hoy debido al crecimiento exponencial en el tiempo de cómputo. dijo Milicevic.

¿Cuándo deberían las empresas utilizar la computación cuántica?

Las empresas deben usar la computación cuántica si los problemas matemáticos que deben resolverse son demasiado complejos para que la computación convencional los complete en tiempo real. Las industrias farmacéutica y de ingeniería de materiales ya han encontrado casos de uso para usar la computación cuántica para descubrir por qué y cómo ciertos enlaces moleculares se emparejan o crean nuevos materiales.

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Las personas que deseen utilizar la computación cuántica con fines comerciales deben estar preparadas para pagar por el acceso a una computadora cuántica. Construir y operar un sistema de manera independiente puede ser una carga financiera enorme, dijo Milicevic.

Milicevic también señaló que la computación cuántica no siempre es relevante para lo que las organizaciones intentan lograr. La construcción de la infraestructura requiere un enorme esfuerzo y energía (por ejemplo, una computadora cuántica debe enfriarse hasta casi el cero absoluto).

«Para la mayoria de la gente [mathematical] Pregunta, ¿una computadora clásica realmente superaría a una computadora cuántica? Además, superarán a las computadoras cuánticas a un costo mucho menor”, ​​dijo Milicevic.

«Es realmente una cuestión de comprensión» la pregunta es [I’m] ¿Tratando de resolver problemas complejos matemáticamente? dijo Milicevic. «‘¿Hay millones de combinaciones? Si es así, ¿realmente estoy tratando de optimizar algo? ¿Cuánto cuesta correr? «

VER: Por qué TI debe tener en cuenta la computación cuántica (Tecnopedia)

El campo de la computación cuántica es muy nuevo y muchos de los principales jugadores aún se encuentran en la etapa experimental. La mayoría de los proyectos pueden ser realizados por gobiernos, grandes organizaciones o gigantes de la infraestructura de telecomunicaciones. Aún así, marca una frontera interesante en la informática y las comunicaciones.

¿Qué computadoras cuánticas están disponibles?

Para aprovechar la computación cuántica, es posible que las empresas necesiten arrendar espacio informático. Algunas opciones incluyen:

• IBM proporciona acceso API a sus recursos de computación cuántica.
• Google proporciona una biblioteca de paquetes de Python framework para programar computadoras cuánticas.
• Leap de D-Wave, que permite a los investigadores y desarrolladores alquilar tiempo en su hardware por minuto, es diferente porque presenta recocido cuántico, un proceso matemático que se puede usar para encontrar el estado de energía más pequeño posible. Por ejemplo, en pocas palabras, se puede usar para encontrar la ruta más eficiente para viajar entre muchos lugares.
• Amazon está tratando de convertirse en el mercado de la computación cuántica con Braket, una plataforma para desarrolladores de investigación científica.
• Microsoft Azure alquila tiempo en su servicio en la nube, que puede realizar una combinación de computación cuántica y tradicional.
• Quantinuum, una escisión de Honeywell, lanzó System Model H2, una solución de computación cuántica de segunda generación, en mayo de 2023. El sistema es bastante experimental y probablemente más relevante para los investigadores.

¿Cómo cambiará la criptografía cuántica la ciberseguridad?

En ciberseguridad, tanto los atacantes como los defensores pueden usar la computación cuántica y otros métodos que dan cuenta de los estados cuánticos, como la criptografía cuántica. Las computadoras cuánticas tienen el potencial de resolver el problema de factorización para descifrar las claves de cifrado muy rápidamente.

Milicivec dijo que hay dos elementos a tener en cuenta en la ciberseguridad en lo que respecta a la computación cuántica:

• criptografía poscuántica o cifrado poscuánticoen el que se desarrollan algoritmos resistentes a los ataques de los ordenadores cuánticos.
• distribución de clave cuánticaque se logra utilizando una computadora cuántica y un cable de fibra óptica incrustado entre dos ubicaciones físicas.

Empresas como JPMorgan Chase, Toshiba, el proveedor de software y sistemas de redes globales Ciena y la suiza ID Quantique están trabajando en la distribución de claves cuánticas. La investigación sobre la distribución de claves cuánticas está en curso, con organizaciones que intentan abordar problemas como los errores introducidos por la dificultad de mantener las temperaturas extremadamente bajas ideales para la computación cuántica y cómo mejorar la estabilidad de los qubits.

La distribución de claves cuánticas a través de fibra óptica permitirá a las organizaciones saber rápidamente si alguien ha interrumpido su conexión.

Con respecto a la distribución de claves cuánticas, Milicevic dijo: «Si algún atacante o espía de alguna manera corta este cable de fibra óptica y conecta algún tipo de dispositivo que les permita medir la luz y luego retransmitir esa luz, en realidad destruirían lo que se conoce como distribución de claves cuánticas. Ese estado cuántico de luz. «

Eso haría «imposible» que el daño físico pasara desapercibido, dijo Milicevich.