Peter Shor es conocido por su algoritmo para romper Internet
Christopher Harting
“Entonces, ¿él es la Beyoncé de este evento?” —le dice una joven parada detrás de mí a un colega. Los tres estamos de pie, mirando al fondo de una multitud, cuyos miembros miran a un hombre barbudo con un suéter naranja. Mirarlo es como intentar ver la Mona Lisa: sólo son posibles vislumbres fugaces. “Su algoritmo es el algoritmo que lo romperá todo”, dice el colega, mientras veo brevemente a personas posando para selfies y firmando sus credenciales de conferencia.
Estoy en la conferencia Quantum.Tech World en Boston y Peter Shor es la atracción estrella. Shor es uno de los investigadores más influyentes en la historia de la computación cuántica y todo se reduce a su creación, conocida como el algoritmo de Shor.
En la década de 1990, Shor era investigador en los Laboratorios Bell de Nueva Jersey. Las computadoras cuánticas eran un tema de investigación algo oscuro, apenas en su radar, hasta que asistió a un seminario impartido por el pionero de la computación cuántica Umesh Vazirani. Allí se enteró de un problema que las computadoras cuánticas podían resolver mejor que cualquier computadora convencional. El problema era extremadamente artificial, por lo que Shor se preguntó si había algo más práctico en lo que las computadoras cuánticas también pudieran ser buenas.
En el transcurso de unos seis meses, que culminaron en la primavera de 1994, no sólo identificó ese problema (la factorización de números muy grandes) sino que también desarrolló una receta que una computadora cuántica podría seguir para resolverlo. Nació el algoritmo de Shor, el que podía “romperlo todo”. Rápidamente fue reconocido como una contribución destacada al campo y dio a los investigadores una razón urgente para construir computadoras cuánticas.
La mayoría de los cifrados modernos se basan en la tarea matemática de factorizar números muy grandes. Mientras las computadoras sigan luchando con esta tarea, nuestros datos digitales, desde correos electrónicos y archivos médicos hasta transacciones bancarias, permanecerán seguros. Pero una computadora cuántica que ejecute el algoritmo de Shor sería excepcionalmente buena en esto. De hecho, es tan bueno que una computadora cuántica lo suficientemente potente podría usar el algoritmo de Shor para descifrar nuestros datos más seguros.
Sin embargo, durante un raro momento de tranquilidad en la conferencia en Boston, recuperando el aliento en una sala de oradores improvisada, Shor me dice que no está preocupado. “Tenemos buenos métodos para la criptografía poscuántica, sólo tenemos que implementarlos [them]”, dijo. Hace una pausa y luego agrega la advertencia: “Esto será increíblemente difícil”.
De hecho, hay varias formas bien estudiadas de cifrar información que son resistentes a su algoritmo, e instituciones como el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) de Estados Unidos ya han establecido estándares de cifrado a prueba de cuánticos, pero adaptarlos será tecnológicamente difícil y costoso. Las grandes instituciones como los bancos o los sistemas hospitalarios pueden necesitar años simplemente para auditar sus redes de comunicaciones en busca de posibles debilidades, y luego una cantidad de tiempo igualmente larga para actualizar los dispositivos que las componen y sus programas informáticos.
Shor, vestido con su suéter naranja, firma una insignia de la conferencia
Karmela Padavic-Callaghan
Y el tiempo corre. Las mejores computadoras cuánticas existentes todavía no son lo suficientemente confiables y computacionalmente potentes para ejecutar el algoritmo de Shor, pero en los últimos años se ha visto un rápido progreso en términos de capacidades de hardware y software de computación cuántica. Los gigantes de la tecnología como Google ahora apuntan al año 2029 para completar su migración a la criptografía poscuántica, y el presidente de los EE. UU., Donald Trump, firmó recientemente una orden ejecutiva que exige que todos los sistemas de alto valor y alto impacto dentro del gobierno de los EE. UU. hagan lo mismo para el 2031.
“[Quantum computers] Todavía son juguetes, pero dejarán de serlo muy pronto”, dice Shor. Me dice que está impresionado con el trabajo que han realizado los investigadores para hacer que las computadoras cuánticas sean más grandes, lo que también aumenta su poder computacional. Los esfuerzos de la academia y la industria para mejorar la forma en que las computadoras cuánticas detectan y corrigen sus propios errores también han sido increíbles, dice Shor.
Dice que la gente se equivoca cuando piensa que cualquier cosa que se pueda hacer con una computadora convencional, se puede hacer más rápido con una computadora cuántica. “No creo que los ordenadores cuánticos ayuden a predecir el mercado de valores”, afirma.
En su opinión, el conjunto de problemas a los que deberían centrarse los investigadores de la computación cuántica es bastante limitado. Más allá de la criptografía, las aplicaciones clave de la computación cuántica simularán sistemas complejos, desde la mecánica cuántica y moléculas de interés hasta la química y la biomedicina, además de algunos problemas de optimización, afirma Shor. Está particularmente interesado en los algoritmos de optimización, que, según él, pueden haber sido descartados demasiado rápido por algunos de sus colegas.
Sin embargo, reconoce que, hasta ahora, desarrollar algoritmos cuánticos más verdaderamente útiles ha resultado ser realmente difícil. ¿Por qué nadie ha desarrollado otro algoritmo tan significativo y poderoso como el suyo? Dice que sospecha que o no somos lo suficientemente inteligentes como para desarrollar más algoritmos cuánticos, o que las computadoras cuánticas simplemente no son útiles para tantas tareas.
No puedo evitar preguntarle qué cree que deberíamos hacer para ser más inteligentes. Deberíamos jugar con ordenadores cuánticos reales para ver qué pueden hacer y probar algunas ideas extrañas, afirma. “Pero hay que entender toda la mecánica cuántica y todas las ciencias informáticas, y eso es realmente mucho que aprender”.
Temas: