Podrían comercializar el primer computador cuántico

marzo 23, 2013 § Deja un comentario

La computación cuántica es un nuevo paradigma de computación que nos lleva a un entorno en el que los sistemas podrían procesar volúmenes inimaginables de información, un escenario que Lockheed Martin podría poner en el mercado y convertirse en la primera compañía en comercializar esta tecnología.

La computación cuántica es un paradigma de computación radicalmente distinto al que estamos acostumbrados a usar a diario, una tecnología que toma como base la mecánica cuántica y sustituye el bit “tradicional” por el qubit (quantum bit) donde la unidad mínima de información tiene dos estados que se pueden superponer y, por tanto, almacenar mayor cantidad de información gracias a la combinación de dichos estados. Aunque nos pueda parecer algo sacado de la ciencia-ficción o de la física teórica, compañías como IBM, Microsoft o HP llevan tiempo trabajando en el desarrollo de computadores cuánticos, sin embargo, parece que el primer computador cuántico comercial podría llegar al mercado de la mano de una empresa muy cercana al ámbito de la Defensa: Lockheed Martin.

Lockheed Martin es una empresa de tecnología aeroespacial que se ha convertido en uno de los contratistas militares más importantes del mundo en cuanto a volumen de ingresos se refiere y, aproximadamente, el 75% de su volumen de negocio tiene origen en contratos con el Departamento de Defensa de Estados Unidos, agencias federales estadounidenses y ejércitos de otros países del mundo. El Laboratorio Nacional Sandia, por ejemplo, es una empresa filial de la Lockheed Martin y aviones como el F-35 o el misil Hellfire son algunos de sus “productos” más conocidos.

¿Y qué tiene que ver una empresa que fabrica armas y sistemas de defensa como Lockheed Martin con la computación cuántica? Hace un par de años, Lockheed Martin le compró a la empresa canadiense D-Wave Systems un computador cuántico experimental que han estado perfeccionando con la idea de convertirlo en un producto comercial que integrar dentro de sus productos, convirtiendo a esta compañía en la primera empresa que pondría en el mercado un computador cuántico comercial o un producto basado en esta tecnología (que es lo que ha publicado el New York Times apoyándose en las declaraciones de Ray Johnson, responsable de tecnología de la compañía).

Según Johnson, Lockheed Martin usaría la computación cuántica para desarrollar un sofisticado sistema de radar y también se podría aplicar para desarrollar sistemas aeroespaciales de gran potencia que podrían realizar simulaciones extremadamente complejas en cuestión de segundos en vez de emplearse semanas de computación “clásica” para realizar este tipo de cálculos.

Afortunadamente, la computación cuántica no tiene como única aplicación los sistemas de armamento y defensa y también podrían revolucionar áreas como las de la investigación médica. Si la supercomputación ya se utiliza en el ámbito de la investigación del cáncer, gracias a Watson de IBM, la computación cuántica podría suponer todo un punto de inflexión al permitir a los investigadores manejar grandes volúmenes de información, como por ejemplo, los datos genéticos con los que determinar el comportamiento de las proteínas en el genoma humano.

Compañías como Google, por ejemplo, han usado la tecnología de la canadiense D-Wave en proyectos de reconocimiento de patrones y, dentro del desarrollo de su vehículo autónomo, ha servido para que el sistema reconozca a otros vehículos o las marcas viales que encontramos en la calzada. Y Jeff Bezos, fundador y CEO de Amazon, es uno de los inversores de D-Wave, un dato que nos sirve para hacernos una idea del potencial de desarrollo de esta compañía y de cómo podrían cambiar el actual procesamiento de información.

¿Y cuánto tardaremos en ver un computador cuántico en el mercado? Si Lockheed Martin es la primera en llegar a la “meta”, quizás, el producto llegue al mercado sin que sepamos que la computación cuántica está presente en el producto puesto que no sería descabellado pensar que forme parte de algún sofisticado sistema de radar que termine siendo un desarrollo militar “de alto secreto”.

Fuente: Alt1040

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Nuevas investigaciones en seguridad informática se basan en criptografía cuántica

noviembre 20, 2012 § Deja un comentario

La criptografía cuántica depende de las normas de la teoría cuántica para generar códigos no rastreables que encriptan los datos de un modo, que revela si han sido espiados o falsificados.

Investigadores han aportado una nueva forma de proteger las redes de telecomunicaciones, se trata del uso de la criptografía cuántica, sin necesidad del gasto dedicado a la fibra óptica. La técnica, desarrollada por el laboratorio europeo de investigación de Toshiba, en Reino Unido, y por ingenieros de la Universidad de Cambridge, es un paso hacia la seguridad perfecta desde transacciones con tarjetas de crédito, hasta registros sanitarios privados.

Se cree que gobiernos y ejércitos usan ya la tecnología, basada en sistemas disponibles, desde firmas como ID Quantique en Suiza y su rival estadounidense MagiQ.

Pero hasta ahora, las claves cuánticas para codificar y descodificar la información tenían que enviarse en fotones sencillos, o partículas de luz, a través de una fibra óptica separada de la línea que lleva los datos en sí.

“El requisito de fibras separadas ha restringido drásticamente las aplicaciones de criptografía cuántica en el pasado, ya que las fibras no usadas no siempre están disponibles para enviar los fotones sencillos, e incluso cuando lo están, pueden ser prohibitivamente caros”, dijo Andrew Shields, de Toshiba Research en Cambridge.

“Ahora hemos demostrado que el fotón único y las señales de datos pueden enviarse usando diferentes longitudes de onda en la misma fibra”.

El sistema de Toshiba, que apareció en una investigación publicada en Physical Review X, requiere todavía un detector avanzado que escoge la clave de encriptación en una ventana de tiempo de apenas 100 millonésimas de microsegundo, con el tiempo esperado de llegada de los fotones sencillos.

Pero el detector, que es capaz de filtrar el ‘ruido’ de la fibra causado por los propios datos, evita el coste de tender líneas de fibra óptica específicas.

Anteriores trabajos han logrado usar la criptografía cuántica en fibras ópticas compartidas, pero sólo en distancias muy cortas, con capacidad baja, o con datos en movimiento sólo en una dirección.

Los investigadores dijeron que su sistema puede recorrer más de 50 kilómetros con datos yendo y viniendo y cuenta con una capacidad de encriptado 50.000 veces lo registrado para la misma distancia.

Fuente: America Economía

Ataques a la criptografía cuántica a través de la relatividad

agosto 27, 2012 § Deja un comentario

En un artículo aparecido en 2009 en Physical Review Letters se explica un método por el cual se pueden romper los sistemas criptográficos basados en los principios de la mecánica cuántica. Dicho método se basa en permitir que el flujo de datos interactúe con un estado cuántico que viaja hacia atrás en el tiempo. Es decir, se usa la teoría general de la relatividad para alterar un sistema cuántico.

Para que un sistema criptográfico sea seguro la clave está en que el código que sirve para cifrar el mensaje no sea conocido más que por el emisor y el receptor del mensaje y que dicho código no sea fácilmente deducible. Para garantizar la seguridad, sin embargo, sería necesario además que se detectase a cualquier persona extraña que intentase tener conocimiento del mensaje, no digamos ya de la clave. Esta garantía es la que da la criptografía cuántica.
Como es conocido, el hecho de medir un sistema cuántico lo altera. Esta propiedad es de la que hace uso la criptografía cuántica para asegurarse de que la clave viaja del emisor al receptor con garantía de que nadie la “escucha”, pues si lo hiciese alteraría la propia comunicación, introduciendo anomalías detectables. La comunicación se efectúa usando superposiciones cuánticas y la transmisión de estados cuánticos. En el estudio que comentamos se emplea una curva temporal cerrada para evitar la detección de la escucha, haciendo el cifrado cuántico inseguro. Veamos cómo.

Una curva temporal cerrada (CTC) es un camino en circuito cerrado que se conecta de nuevo consigo mismo yendo hacia atrás en el tiempo. Por ejemplo, un CTC puede basarse en un agujero de gusano que conecta un lugar y un tiempo en el futuro con otro punto en un tiempo anterior. Independientemente de que estos caminos existan o no, son una fuente de paradojas: ¿qué pasa si viajo al pasado y mato a mi padre antes de que me conciba?

En 1991 David Deutsch de la Universidad de Oxford encontró una manera de evitar las paradojas en el caso de una partícula que viaja por el CTC e interactúa en algún punto del camino con otra partícula. Probó que siempre es posible encontrar un estado cuántico en el que la partícula en el CTC permanece en un bucle eterno en el propio CTC, siempre interactuando con la otra partícula exactamente de la misma manera en el mismo punto del espacio tiempo.

Todd Brun de la Universidad del Sur de California en Los Ángeles y sus colegas han encontrado una manera de usar los estados definidos por la formulación de Deutsch para decodificar los mensajes cifrados cuánticamente. Un mensaje típico sería enviado como una serie de partículas, cada una de las cuales puede estar en tres estados diferentes: “cero”, “uno” y “superposición” (una combinación de “cero” y “uno”). El receptor mide cada partícula pero necesita información adicional posterior del emisor para distinguir los estados que son superposiciones de los que no lo son. Pero un espía que pudiera distinguir según se está produciendo la transmisión, digamos, entre un “cero” y un “superposición” podría interceptar el mensaje y también enviar partículas al receptor que imitasen las originales, evitando, de esta forma, la detección.

Para que el espía pueda hacer esto, los investigadores imaginan una partícula que entra en un CTC de forma que viaja por el tiempo, permitiendo que interactúe con su “yo” futuro, por así decirlo, antes de seguir su camino. ¿Cuál podría ser el resultado de esa interacción? Si el estado de la partícula es “cero” lo dejaría inalterado, y si es “superposición” lo transformaría a “uno”. Una medición estándar por parte del espía que distinga entre “cero” y “uno” revelaría con absoluta certeza si el estado original es “cero” o “superposición”.

De ordinario una transformación como esta no sería posible sin un conocimiento avanzado del estado original. El truco está en que la partícula interactúa con la versión transformada de sí misma que vuelve del futuro. Y esto no viola ninguna ley de la física.

Por si alguien pensaba que la física teórica no sirve para nada, digamos que estas amenazas a la seguridad de las transmisiones basadas en criptografía cuántica que representan los CTC sólo las resolverá una teoría cuántica de la gravitación.

Fuente: Experientia Docet

IBM avanza hacia una computadora cuántica, la próxima revolución informática

marzo 6, 2012 § Deja un comentario

Las propiedades especiales de estos equipos les permitirán trabajar en millones de cálculos a la vez, mientras que las computadoras personales de escritorio pueden manejar un mínimo de cálculos simultáneos.

Investigadores de IBM revelaron grandes avances en el desarrollo de una computadora basada en la mecánica cuántica, una iniciativa que aprovecha la energía de átomos y moléculas, capaz de aumentar en gran medida la velocidad y seguridad de los equipos y de otros dispositivos.

Los especialistas de IBM, que presentaron los resultados de su investigación en la reunión de la Sociedad Estadounidense de Física (APS) esta semana en Boston, EEUU, dijeron que la informática cuántica “tiene el potencial para brindar una potencia de cálculo inigualable para cualquier computadora actualmente”.

Este nuevo tipo de computación utiliza la información codificada en bits cuánticos o qubits, poniendo en funcionamiento una teoría que los científicos han estado discutiendo durante décadas, informó la agencia AFP.

“Las propiedades especiales de los qubits permitirán a las computadoras cuánticas trabajar en millones de cálculos a la vez, mientras que las computadoras personales de escritorio pueden manejar un mínimo de cálculos simultáneos”, dijo IBM en un comunicado.

“Por ejemplo, una solo estado cuántico de 250 qubit contiene más bits de información que la cantidad de átomos que hay en el universo”.

“El trabajo que hacemos en la computadora cuántica no es sólo una experiencia de las fuerzas brutas de la física”, dijo en el comunicado Matthias Steffen, científico en jefe del equipo de investigación de IBM, cuyo objetivo es desarrollar sistemas de computación cuántica que puedan ser aplicados a la solución de problemas reales en el mundo.

“Es hora de crear sistemas basados en la ciencia cuántica que llevará el cálculo en los ordenadores a una nueva frontera”, agregó. Los investigadores estiman que lograrlo tomará entre diez y 15 años.

A diferencia de la física clásica, donde los conceptos de onda y partícula están separados, en el universo cuántico se convierten en dos caras del mismo fenómeno, una propiedad que, teóricamente, permite multiplicar las capacidades de las computadoras.

La parte de información más básica que una computadora actual puede entender es un bit.
Éste es un dígito binario o dos valores, esto es, 0 o 1, que es también una unidad de medida en la computadora que designa a la cantidad elemental de información.

En el mundo cuántico, esta unidad básica, llamada qubit, puede tener valor 0 o 1 como un bit, pero también poseer dos valores al mismo tiempo, una estructura descrita como una “superposición”.
“Esto es lo que permite a los ordenadores cuánticos realizar millones de cálculos a la vez”, explicó IBM.

Un problema para los científicos es que los qubits tienen una vida corta de mil millonésimas de segundo, pero IBM logró desarrollar qubits superconductores en “tres dimensiones” que mantienen sus estados cuánticos hasta 100 microsegundos -esto es, dos a cuatro veces más que los registros anteriores.

“En función de este progreso, el optimismo sobre los qubits superconductores y las posibilidades de un futuro ordenador cuántico crecen rápidamente”, dijo IBM.

Para aprovechar el poder de la computación cuántica, los científicos deben minimizar los errores de cálculos causados por la interferencia de factores como el calor, la radiación electromagnética, y los defectos de los materiales.

El uso de la computación cuántica “tendrá amplias implicaciones para todo el campo de la encriptación de datos donde los ordenadores cuánticos podrían descomponer en factores números muy grandes, como los utilizados para decodificar y codificar información delicada”, dijo IBM.

“Otras posibles aplicaciones para la computación cuántica pueden ser la búsqueda en bases de datos de información no estructurada, la realización de una serie de tareas de optimización y la solución de problemas matemáticos irresolubles con anterioridad.”

 Fuente: iProfesional

Implicaciones criptográficas del ordenador cuántico D-Wave One

septiembre 20, 2011 § Deja un comentario

Hace unos meses se publicó en los medios que la empresa norteamericana Lockheed Martin, ampliamente conocida por su división de Defensa, había adquirido, por la nada despreciable cantidad de 10 millones de dólares, el primer ordenador cuántico comercial, el D-Wave One. Al poco tiempo, comencé a recibir correos en  los que se me preguntaba por las implicaciones para la criptografía de  dicho ordenador y de su compra por la empresa Lockheed Martin.

La verdad es que es algo que no es sencillo de contestar, puesto que hay relativa poca información sobre dicha máquina y la empresa D-Wave, casi por sistema, no publica información sobre las prestaciones del mismo, por lo que solamente podemos especular y con limitaciones. Por si fuera poco, en Internet hay opiniones de todo tipo y para todos los gustos, sobre las capacidades de la máquina de D-Wave, lo que tampoco facilita las cosas a la hora de hablar de ella. Ya se sabe, la polémica en Internet sobre un determinado asunto, es inversamente proporcional a la calidad de la información que existe sobre ese mismo asunto en Internet.

Recordemos que en el año 2007 D-Wave reconoció que sus sistemas no eran ordenadores cuánticos de propósito general, algo que ya habíamos adelantado algunos. A pesar de ello, y sin ánimo de polemizar demasiado, voy a intentar dar mi punto de vista sobre este controvertido ordenador.

Contenido completo en fuente original en el Blog de Fernando Acero

Cirac: "El ordenador cuántico abrirá puertas a investigaciones hoy imposibles"

agosto 18, 2011 § Deja un comentario

El investigador español Juan Ignacio Cirac ha señalado en la Universidad Internacional Menéndez Pelayo que los ordenadores cuánticos permitirán realizar cálculos imposibles con los mayores supercomputadores actuales o los que se puedan construir en el futuro.

El investigador español Juan Ignacio Cirac, uno de los físicos más reconocidos en el ámbito de la computación cuántica, ha destacado que los ordenadores cuánticos abrirán la puerta a investigaciones imposibles en este momento. “Si pudiésemos construir un ordenador cuántico, nos daría acceso a hacer investigaciones que de otra forma serán imposibles. Podríamos simular muchas cosas que, de otra manera, no seríamos capaces de simular”, ha señalado en rueda de prensa en la Universidad Internacional Menéndez Pelayo (UIM).

No obstante, el científico, que imparte un curso de física cuántica para no iniciados, ha considerado “muy difícil” predecir cuándo serán una realidad este tipo de ordenadores. A su juicio, podría ser dentro de 40 años, pero también en 30 ó 50. Cirac, director de la División de Física Teórica del Instituto Max-Planck de Óptica Cuántica de Munich (Alemania), ha explicado que ya se han construido algunos prototipos mayores que los primeros, con 16 iones, pero siguen sin ser “lo suficientemente grandes”. Según dice, habría que llegar a crear ordenadores cuánticos con “miles y miles” de partículas, 10.000 ó 100.000, para que fueran “realmente útiles”.

Los ordenadores cuánticos permitirán realizar cálculos imposibles con los mayores supercomputadores actuales o los que se puedan construir en el futuro. “No sería útil” como ordenador personal, porque los equipos actuales ya cubren todas las necesidades de este tipo de usuario, ha comentado Cirac.

Contenido completo en fuente original Diario Montanes

>Redes cuánticas ultraseguras, una realidad

marzo 1, 2011 § Deja un comentario

>Muchos de nosotros solemos navegar por Internet con gran frecuencia, pero son pocos aquellos que verdaderamente saben cómo es que se trasmite la información de un punto a otro. Internet esta compuesta por fotones que viajan a través de cables de fibra óptica y fluyen entre dispositivos como moduladores, conmutadores y amplificadores. El fotón es la partícula portadora de todas las formas de radiación electromagnética, incluyendo a los rayos gamma, los rayos X, la luz ultravioleta, la luz visible (espectro electromagnético), la luz infrarroja, las microondas, y las ondas de radio.

Los dispositivos estándar por los cuales viajan dichas partículas son inadecuados para la computación o la comunicación cuántica súper rápida. Esto se debe a que los conmutadores comerciales, también conocidos como switch, tienen varios problemas que los hacen no aptos para modificar la ruta de los fotones entrelazados.

Contenido completo en ESET Latinoamérica

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