Avance Cuántico de Google
El último procesador cuántico de Google ha logrado lo que los físicos han perseguido durante décadas: una aceleración verificada sobre las mejores supercomputadoras del mundo. Esto hace que la amenaza anticipada contra Bitcoin parezca más grande que nunca.
Resultados del Chip Willow
En un estudio publicado en Nature el miércoles, el chip Willow, que cuenta con 105 qubits, ejecutó un algoritmo de física más rápido de lo que cualquier máquina clásica podría simular, marcando un primer avance cuántico confirmado experimentalmente con hardware real. Aunque los resultados revisados por pares son limitados, son significativos.
Confirman que los procesadores cuánticos están avanzando hacia la fiabilidad necesaria para un uso práctico, lo que plantea la posibilidad de que algún día puedan romper la encriptación que protege a Bitcoin y otros activos digitales. Aunque esa amenaza sigue siendo lejana, cada salto verificado en el rendimiento cuántico acerca la línea de tiempo de la «amenaza cuántica» para los constructores e inversores de criptomonedas.
Detalles del Algoritmo y Experimentos
Según el informe, el algoritmo Quantum Echoes de Google se ejecutó aproximadamente 13,000 veces más rápido en Willow que lo que las simulaciones clásicas podrían lograr, completando una tarea en poco más de dos horas que tomaría aproximadamente 3.2 años en Frontier, una de las supercomputadoras más rápidas del mundo.
«El resultado es verificable, lo que significa que su resultado puede ser repetido por otras computadoras cuánticas o confirmado por experimentos», escribió el CEO de Google, Sundar Pichai, en X.
Los investigadores probaron Willow ejecutando una serie de experimentos de reversión temporal y observando cómo la información cuántica se propaga y se re-enfoca a través de los qubits del chip. Primero, impulsaron el sistema hacia adelante a través de un conjunto de operaciones cuánticas, luego perturbaron un qubit con una señal controlada y, finalmente, invirtieron la secuencia para detectar si la información «eco» de vuelta.
Ese eco apareció como interferencia constructiva, donde las ondas cuánticas se reforzaron entre sí en lugar de cancelarse, una clara señal de comportamiento cuántico. Los circuitos involucrados eran demasiado complejos para que las computadoras clásicas los simularan exactamente.
Estabilidad y Avances en Computación Cuántica
Los qubits transmon superconductores de Willow se mantuvieron a través del proceso, mostrando errores medianos de puerta de dos qubits alrededor de 0.0015 y tiempos de coherencia superiores a 100 microsegundos. Esos niveles de estabilidad permitieron a los investigadores ejecutar 23 capas de operaciones cuánticas a través de 65 qubits, superando lo que los modelos clásicos pueden reproducir actualmente.
Presentado en diciembre de 2024, Willow es el último procesador cuántico superconductor de Google, diseñado para demostrar un comportamiento cuántico más estable y verificable que sus predecesores. Sigue al experimento Sycamore de 2019, que mostró que un procesador cuántico podría superar a las supercomputadoras clásicas, pero no podía ser reproducido de manera confiable.
Implicaciones para la Criptografía y el Futuro
Google ha declarado que su próximo objetivo es mover la computación cuántica de demostraciones controladas a ciencia práctica, incluyendo la modelación de cómo interactúan los átomos y las moléculas, simulaciones que están muy por encima del alcance de las computadoras clásicas. En un comunicado, Google describió el trabajo como un primer paso hacia una herramienta potencial para mapear estructuras moleculares, diseñar nuevos medicamentos y desarrollar materiales avanzados para baterías y hardware cuántico.
«Así como el telescopio y el microscopio abrieron nuevos mundos invisibles, este experimento es un paso hacia un ‘cuántico-scope’ capaz de medir fenómenos naturales previamente no observables», escribieron.
Por ahora, el logro de Willow no pone en peligro la encriptación. Sin embargo, su verificación marca un progreso constante hacia el tipo de máquina cuántica que podría hacerlo. Bitcoin y otros sistemas digitales dependen de la criptografía de curva elíptica, funciones matemáticas que son efectivamente imposibles de revertir para las computadoras clásicas, pero teóricamente vulnerables a una computadora cuántica suficientemente poderosa.
«La computación cuántica tiene una probabilidad razonable—más del cinco por ciento—de ser un riesgo a largo plazo importante, incluso existencial, para Bitcoin y otras criptomonedas», dijo Christopher Peikert, profesor de informática e ingeniería en la Universidad de Michigan, a Decrypt.
«Pero no es un riesgo real en los próximos años; la tecnología de computación cuántica aún tiene un largo camino por recorrer antes de que pueda amenazar la criptografía moderna.»
Peikert añadió que Bitcoin no es inmune a los ataques cuánticos, aunque la amenaza sigue siendo lejana. La transición a esquemas de firma post-cuántica, agregó, también traería compensaciones en tamaño y rendimiento.
«Las claves y firmas son mucho más grandes», dijo Peikert. «Debido a que las criptomonedas dependen de muchas firmas para transacciones y bloques, adoptar esquemas post-cuánticos o híbridos aumentaría significativamente el tráfico de la red y los tamaños de los bloques.»
Conclusión
Simular los circuitos de Willow con algoritmos de red tensorial tomaría más de 10⁷ horas de CPU en Frontier, la supercomputadora más rápida del mundo. Esa brecha—dos horas de computación cuántica frente a varios años de simulación clásica—se presenta como la prueba experimental más clara hasta ahora de la ventaja cuántica a nivel de dispositivo. Incluso con la replicación aún pendiente, Willow marca un cambio de la teoría a la ingeniería comprobable: un sistema que realiza un cálculo real más allá del alcance de las máquinas clásicas.
Para criptógrafos y desarrolladores por igual, es un recordatorio de que la seguridad post-cuántica ya no es un problema distante; es un reloj que ya ha comenzado a contar.
