Qué es la computación cuántica y qué deben saber las empresas sobre esta tecnología

¿Qué es la computación cuántica?

La computación cuántica representa la nueva era de la tecnología digital, ya que aprovecha el poder de la mecánica cuántica para resolver problemas que antes estaban fuera del alcance de los ordenadores convencionales. En lugar de procesar la información como 0 o 1 (como ocurre con la informática clásica), los ordenadores cuánticos permiten que los bits existan simultáneamente como 0 y 1.

Como explica el Instituto Nacional de Normas y Tecnología (NIST), la cuántica «se ocupa de la naturaleza granular y difusa del universo y del comportamiento físico de sus partículas más pequeñas». Sin embargo, aplicados a la informática, los principios cuánticos dirigen cálculos coordinados, lo que significa que los problemas complejos pueden resolverse con extraordinaria eficacia.

Cómo funciona la computación cuántica

La informática cuántica sustituye las unidades clásicas de datos (conocidas como bits) por bits cuánticos, comúnmente denominados qubits. Un concepto conocido como superposición permite a estos qubits representar simultáneamente 0 y 1. Esto no era posible con los bits clásicos. Por su parte, el entrelazamiento cuántico permite que los qubits se interconecten hasta el punto de influirse mutuamente independientemente de la distancia que los separe.

Con la computación cuántica, las operaciones conocidas como puertas cuánticas pueden manipular los qubits. Se parecen mucho a las puertas lógicas de antaño, que realizaban funciones lógicas para procesar datos binarios. Las puertas cuánticas actuales realizan operaciones basándose en conceptos como el entrelazamiento y la superposición. Las secuencias de puertas cuánticas forman circuitos cuánticos, que proporcionan un valioso marco para aplicar algoritmos cuánticos como el algoritmo de Shor (que se utiliza para factorizar números grandes).

Cuándo se espera que estén disponibles los ordenadores cuánticos

El campo de la informática cuántica avanza con rapidez y, aunque técnicamente el «apocalipsis cuántico» aún no ha llegado, muchas organizaciones se preparan ya para cuando los ordenadores cuánticos (mucho más potentes que los superordenadores clásicos) entren en escena. Esta trayectoria puede ser difícil de predecir porque son muchos los retos que se interponen en el camino de la adopción de soluciones cuánticas a escala.

Dicho esto, no cabe duda de que se han hecho progresos, y las empresas están deseosas de apoyar esta transición. Los resultados de McKinsey & Company indican que muchas empresas importantes tienen previsto invertir millones o incluso decenas de millones en computación cuántica, y van acompañadas de una financiación pública cada vez más sólida. Mientras tanto, se espera que las reservas de talento aumenten drásticamente, con más profesionales que se sientan cómodos navegando por algoritmos de alto nivel.

Las predicciones varían, pero la mayoría de los investigadores coinciden en que la computación cuántica amenazará al menos algunas estrategias clásicas de cifrado en los próximos diez años, y muchos expertos afirman que los ordenadores cuánticos podrían descifrar los algoritmos de cifrado actuales ya en 2030. Esto significa también que en la próxima década habrá posibilidades cuánticas apasionantes.

IBM ha creado un plan decenal que refleja, como explica Forbes, el «desarrollo de métodos y arquitecturas necesarios para el eventual escalado con corrección de errores de las máquinas cuánticas». Mientras tanto, el NIST ha anunciado cuatro algoritmos criptográficos resistentes a la cuántica, como parte de un proyecto de estandarización de la criptografía post-cuántica. Microsoft también participa en la carrera cuántica, habiendo saltado recientemente a los titulares con el desarrollo de un potente algoritmo de corrección de errores.

Impacto de la computación cuántica en las empresas

Cuando la computación cuántica entre inevitablemente en escena, podría impulsar mejoras significativas en la gestión de la cadena de suministro, la modelización financiera e incluso el entrenamiento de redes neuronales.

En todos los sectores, las empresas utilizarán soluciones cuánticas para aumentar la eficiencia y la asignación de recursos, al tiempo que promueven la innovación. Muchas esperan aprovechar avances como los qubits basados en electrones, que podrían mejorar la escalabilidad. Algunos expertos ya creen que la optimización cuántica puede ayudar a las organizaciones a disfrutar de ventajas selectas de la computación cuántica.

Posibles aplicaciones para las empresas

Muchos investigadores y empresarios con visión de futuro están empezando a explorar las aplicaciones específicas de la computación cuántica en la industria. A menudo se consideran en el contexto de la inteligencia artificial, el aprendizaje automático y las redes neuronales profundas, que, aunque apasionantes, exigen una mayor potencia de cálculo.

Sus defensores creen que la era cuántica nos ayudará por fin a aprovechar todo el potencial del aprendizaje automático. Desde empresas emergentes a grandes corporaciones e incluso organismos públicos u organizaciones sin ánimo de lucro, muchas organizaciones estarán ansiosas por participar en esta revolución cuántica.

• Sanidad: El descubrimiento de fármacos podría ser una de las aplicaciones cuánticas más transformadoras. El modelado molecular cuántico puede ayudar a los investigadores a comprender las posibles interacciones entre fármacos, así como a predecir si los medicamentos serán eficaces o si provocarán efectos secundarios adversos. Además, la computación cuántica puede agilizar el procesamiento de datos genéticos, que de otro modo llevaría mucho tiempo, mejorando así la secuenciación del genoma y, con ella, la atención personalizada.
  
• Finanzas: Junto con algoritmos mejorados, la computación cuántica puede promover carteras optimizadas mediante la evaluación eficiente de numerosas restricciones y variables. Esto también podría resultar valioso desde el punto de vista de la gestión de riesgos. La fijación de precios de derivados complejos requiere modelos complejos, pero la computación cuántica puede ayudar a los profesionales de las finanzas a acelerar el ritmo.
  
• Ciberseguridad: Aunque la computación cuántica se ha considerado en general un riesgo para la ciberseguridad, también podría impulsar mejoras significativas de la seguridad y llevarnos a una era más proactiva de garantía de la información. Este cambio, por ejemplo, fomentará la distribución cuántica de claves (QKD), que permitirá detectar escuchas y crear canales de comunicación seguros.

Lo que las empresas deben saber y conocer

La computación cuántica tiene mucho que ofrecer, pero el panorama no es del todo halagüeño. Los riesgos abundan y, por desgracia, los ordenadores cuánticos del mañana romperán fácilmente los algoritmos criptográficos (incluidos RSA y ECC) en los que hemos confiado durante tanto tiempo.

Los algoritmos resistentes a la cuántica podrían salvar las distancias y permitir a las organizaciones hacer frente a los problemas de ciberseguridad que van surgiendo, al tiempo que empiezan a explorar las extraordinarias posibilidades que acompañan a la integración de la cuántica en las operaciones empresariales.

Preocupaciones y preparativos en materia de seguridad

Si queremos descubrir una ventaja cuántica, debemos abordar activamente los inconvenientes de esta tecnología. Esto no significa esperar a que la cuántica se libere a gran escala. Los riesgos son evidentes ahora mismo, y cuanto más esperen los dirigentes a tomarse en serio la informática cuántica, más sufrirán sus organizaciones en el futuro.

Los esquemas de cosecha ahora, descifrado después (HNDL) aportan un nuevo sentido de urgencia a este proceso, ya que los actores de amenazas con visión de futuro ya pueden estar interceptando y recopilando datos, que pretenden almacenar hasta que la informática cuántica les permita descifrarlos. Esto significa que las organizaciones deben empezar ya a prepararse para esta tecnología.

La estrategia Q.U.A.N.T. de Sectigo

Los líderes empresariales deben empezar a tomar medidas activas para prepararse para esta próxima transición a la tecnología cuántica. Sin embargo, muchos pueden estar posponiéndolo, simplemente porque la idea de cambiar a un nuevo enfoque criptográfico parece intimidante.

Afortunadamente, no hay necesidad de hacerlo solo. La estrategia Q.U.A.N.T. de Sectigo proporciona un marco fiable para navegar por los retos de la era cuántica.

• Inventario de exposición cuántica. Conozca su huella criptográfica. Las completas herramientas de descubrimiento le garantizarán que está plenamente informado.
  
• Descubra los riesgos. Las vulnerabilidades existen y durante esta fase se pondrán de manifiesto. La evaluación de riesgos garantiza que se identifiquen y prioricen los problemas clave, lo que impulsa una estrategia más nítida y centrada.
  
• Evaluar y elaborar estrategias. Aproveche al máximo los algoritmos resistentes al quantum aprovechando la vasta experiencia de Sectigo con respecto a la infraestructura de clave pública (PKI).
  
• Navegar por la implementación. Una transición fluida es esencial. Las soluciones automatizadas agilizan el cambio a PKC, permitiendo así una curva de aprendizaje más manejable.
  
• Seguimiento y gestión. Es de esperar que las normas evolucionen, pero las soluciones de criptoagilidad ayudarán a las organizaciones empresariales a estar a la altura de las circunstancias. Los procesos continuos deberían ayudar a que las estrategias de seguridad cuántica sigan siendo eficaces a lo largo del tiempo.

Avanzar

El cambio se acerca y, aunque el ritmo de la transformación digital pueda parecer ya vertiginoso, el apocalipsis cuántico llegará en breve. Las estrategias aplicadas hoy pueden marcar la diferencia en el futuro.

Al embarcarse en el camino hacia la preparación cuántica, busque las soluciones cuánticas de Sectigo para obtener información y apoyo. Comience su viaje hacia la criptografía post-cuántica; póngase en contacto con nuestros expertos y aproveche al máximo nuestra consulta gratuita.

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