Vale, vayamos al eje de la cuestión.
Recientemente, Google anunció el desarrollo de un chip procesador superconductor de 105 qubits llamado Willow.
E inmediatamente, Bitcoin (y todas las criptomonedas) se vendieron. Bitcoin cayó de aproximadamente 104 mil dólares a 92 mil dólares después de la noticia.
Bitcoin es una red protegida criptográficamente. Todo el mundo tiene miedo de que esta nueva computadora cuántica rompa la criptografía de Bitcoin.
Echemos un vistazo y averigüemos.
No te preocupes; mantendremos esto al nivel de los legos tanto como sea posible.
El anuncio de Google es un gran problema porque, según Google, lo que hace que el chip Willow de próxima generación sea digno de tanta expectación es:
- Es la primera vez que los científicos han podido resolver un desafío clave en la corrección de errores cuánticos después de casi 30 años de investigación cuántica.
- Realizaron un cálculo de referencia estándar en menos de cinco minutos que le llevaría a una de las supercomputadoras más rápidas de la actualidad 10 septillones (es decir, 10^25) años, un número que supera con creces la edad del Universo.
Recuerda esos dos puntos a medida que avanzamos.
Pero antes de ir demasiado lejos por este camino de la computación cuántica, asegurémonos de entender de lo que estamos hablando.
No quiero ponerme demasiado nerd, pero es un tema importante, así que abordemos una visión general de alto nivel de la computación cuántica. Voy a hacer que esto sea lo más comprensible, sin dejar de ser lo más informativo que pueda.
Las computadoras normales usan bits, son como voltear monedas, solo pueden aterrizar en cabeza o cruz… son binarias.
En lugar de bits (cabeza o cola), las computadoras cuánticas usan qubits (bits cuánticos).
Los qubits son como monedas mágicas que pueden girar en el aire, siendo una especie de cabeza y cola simultáneamente. Esta habilidad especial significa que pueden resolver ciertos problemas complejos mucho más rápido que las computadoras normales, algo así como poder verificar todas las respuestas posibles a la vez en lugar de una a la vez. Sin embargo, todavía son muy difíciles de construir, operar y mantener.
Las computadoras cuánticas pueden procesar enormes cantidades de datos de maneras que las computadoras normales no pueden. Esto los hace potencialmente excelentes para resolver ciertos tipos de problemas complejos, como romper códigos de cifrado, simular reacciones químicas para el desarrollo de medicamentos u optimizar redes logísticas complicadas.
De la publicación del blog de Google sobre su lanzamiento de esta información:
Y:
La tasa de crecimiento doble exponencial me hizo detenerme en seco, y tuve que escribir esto para entenderlo.
Todos hemos oído hablar de la Ley de Moore y de cómo las computadoras clásicas mejoran el número de transistores en un microchip (que se relaciona con la potencia de la computadora) se duplica aproximadamente cada dos años, o al menos solían antes de que comenzaran a tener restricciones físicas.
Este es un crecimiento exponencial estándar.
Comience con 2 transistores:
- Año 0: 2 transistores
- Año 2: 4 transistores
- Año 4: 8 transistores
- Año 6: 16 transistores
- Año 8: 32 transistores
Pero las computadoras cuánticas están mostrando un doble crecimiento exponencial.
Comenzando con el mismo número de transistores:
- Año 0: 2 transistores
- Año 2: 16 transistores
- Año 4: 65.536 transistores
- Año 6: Alrededor de 4 mil millones de transistores
- Año 8: 18.446.744.073.709.551.616 transistores (Un número tan grande que es difícil de escribir)
Para poner esto en perspectiva, la Ley de Moore en el Año 8 nos llevaría a solo 32 transistores. El doble crecimiento exponencial nos lleva a más de 18 quintillones de transistores en solo 8 años.
¡Para la escala, este número es aproximadamente 1.000 veces mayor que el número de granos de arena en todas las playas de la Tierra combinados!
Esto significa que, si bien las computadoras clásicas que siguen la Ley de Moore han hecho un progreso impresionante (duplicando cada dos años), las computadoras cuánticas están avanzando a un ritmo que hace que incluso la Ley de Moore parezca lenta. Sin embargo, es importante tener en cuenta que estas mejoras cuánticas son específicas para ciertos tipos de cálculos en los que las computadoras cuánticas sobresalen; no necesariamente superarán a las computadoras clásicas en cada tarea.
Además, aunque la Ley de Moore demostró ser notablemente consistente durante muchas décadas, el doble crecimiento exponencial de la computación cuántica todavía se encuentra en sus primeras etapas. Necesitaremos ver si esta dramática tasa de crecimiento puede mantenerse a medida que la tecnología madura.
Eso son muchos transistores. Pero, ¿cuántos necesitamos para la computación cuántica?
Para controlar y leer solo un qubit, normalmente necesitas varios miles de transistores. Esto se debe a que cada qubit necesita múltiples sistemas de control:
- Electrónica para inicializar el qubit
- Sistemas para leer su estado
- Circuitos de corrección de errores
- Sistemas de control para manipular el qubit
- Sistemas de control de temperatura (ya que los qubits deben mantenerse extremadamente fríos)
Actualmente, se necesitan entre 1.000 y 10.000 transistores para controlar un solo qubit físico. El número exacto varía dependiendo del tipo de qubit que se esté utilizando (no voy a cubrir eso aquí) y el diseño específico de la computadora cuántica (no voy a cubrir eso aquí).
Ahora que entendemos por qué las noticias de Google fueron tan emocionantes, podemos entender por qué el mercado de criptomonedas se asustó el lunes después de esta noticia.
Entonces, veamos si estos miedos están justificados.
Vale, entonces, ¿cuántos cubos se necesitan para romper Bitcoin?
La seguridad de Bitcoin depende del componente criptográfico específico al que se dirija.
La historia favorita de todos sobre cómo la computación cuántica hace que Bitcoin no valga nada es que toda la Blockchain (el libro mayor público de todas las transacciones pasadas) es «hackeada» y la computadora cuántica reescribe (¿retroactivamente?) toda la Blockchain de Bitcoin y mueve todo el Bitcoin a su propia cartera.
Esto haría que Bitcoin no tuviera valor porque solo el hacker con la computadora cuántica tendría Bitcoin. ¿Quién y por qué alguien haría esto? Tal vez un estado-nación atacando a un país con muchos Bitcoins o alguien que realmente odia a Michael Saylor.
Un escenario más plausible que involucre a un hacker cuántico sería uno en el que interceptan transacciones y se esconden con Bitcoin.
Sin embargo, tales escenarios siguen siendo imposibles porque estas transacciones ya han sido procesadas, movidas y, a menudo, convertidas a otras monedas. La cadena de bloques de Bitcoin sirve como un libro mayor histórico, registrando cada transacción desde el inicio de Bitcoin. Intentar alterar las transacciones pasadas sería como viajar en el tiempo a cada momento específico de la historia de Bitcoin.
Ahora que nos hemos basado en algo más real, exploremos cómo una computadora cuántica podría potencialmente hackear Bitcoin.
Si un hacker conoce la clave pública asociada a una transacción, teóricamente podría secuestrarla descubriendo la clave privada correspondiente.
Una computadora cuántica podría aprovechar sus capacidades para resolver esta clave privada utilizando la clave pública conocida, permitiendo efectivamente al hacker robar el Bitcoin. Imagínalo como un hacker conociendo tu nombre de usuario y luego siendo capaz de deducir tu contraseña.
Sin embargo, este no es un esfuerzo que pueda llevar una eternidad. La cadena de bloques de Bitcoin se actualiza continuamente con nuevos bloques cada 10 minutos. Por lo tanto, el hacker debe resolver el problema criptográfico de la clave privada antes de que se agregue el siguiente bloque.
Esto significa que tienen menos de 10 minutos para descifrar la clave si la transacción ocurre al comienzo de un nuevo bloque. Esta es la razón por la que es necesaria una computadora increíblemente rápida y potente, una computadora cuántica.
Este escenario ilustra cómo una computadora cuántica podría hackear Bitcoin. Si se conoce la clave pública, los investigadores del Centro de Investigación e Ingeniería de Criptomonedas del Imperial College de Londres estiman que se requerirían aproximadamente 1.500 qubits lógicos para romper el cifrado de la clave privada de Bitcoin utilizando el algoritmo de Shor (no se preocupe por lo que es).
¿Tienes curiosidad por los qubits lógicos?
Quédate conmigo: hay dos tipos de qubits: qubits físicos y qubits lógicos.
Volviendo a nuestra analogía de monedas: un qubit físico es como una moneda giratoria real, que representa el componente de hardware real dentro de una computadora cuántica.
Al í como las monedas reales pueden caer o ser perturbadas, los qubits físicos son susceptibles a errores. Son extremadamente delicados y pueden verse afectados por cambios menores en la temperatura, vibraciones u otras formas de interferencia.
Por el contrario, un qubit lógico funciona como un equipo de qubits físicos trabajando juntos para formar una unidad altamente confiable. Imagínese como varias personas contando votos para garantizar la precisión; si una persona comete un error, los demás pueden corregirlo.
Actualmente, crear un qubit lógico confiable a menudo requiere cientos o incluso miles de qubits físicos.
Este es un desafío significativo en la computación cuántica: necesitamos numerosos qubits físicos para producir un número menor de qubits lógicos confiables capaces de realizar cálculos precisos.
Con la tecnología de computación cuántica actual, normalmente se necesitan alrededor de 1.000 a 10.000 qubits físicos para construir un qubit lógico confiable, dependiendo del método de corrección de errores utilizado.
Por lo tanto, para lograr los 1.500 qubits lógicos necesarios para resolver el problema de la clave privada, requeriríamos:
- En el extremo inferior (1.000 qubits físicos por qubit lógico): 1.500 × 1.000 = 1,5 millones de qubits físicos
- En el extremo superior (10.000 qubits físicos por qubit lógico): 1.500 × 10.000 = 15 millones de qubits físicos
Para poner esto en perspectiva, las computadoras cuánticas más avanzadas de la actualidad tienen alrededor de 100 a 1.000 qubits físicos y aún no son capaces de crear qubits lógicos completamente corregidos por errores.
Esto está lejos de los 1,5 millones a 15 millones de qubits físicos necesarios para comprometer una billetera Bitcoin si se conociera la clave privada.
Esto destaca el inmenso desafío de escalar hasta un gran número de qubits lógicos. Ni siquiera profundizaré en las complejidades de operar una computadora cuántica con qubits físicos, y mucho menos en lograr lógicas.
Para entusiastas como yo, esta es la razón por la que los avances de Google en el aumento del número de qubits mientras simultáneamente reducen los errores son tan emocionantes.
Dada la complejidad de este tema, a menudo atrae a los teóricos de la conspiración que prosperan en sus complejidades.
Bitcoin es la red más segura del mundo. Las computadoras cuánticas tendrán muchas dificultades para romperlo. Pero… dada la doble curva de crecimiento exponencial, parece inevitable que durante un lapso de tiempo lo suficientemente largo, las computadoras cuánticas eventualmente puedan atacar de esta manera.
Esta es la razón por la que ya existen muchas propuestas para una actualización resistente a la cuántica de Bitcoin. El núcleo de Bitcoin (el software) se actualiza regularmente, con actualizaciones importantes cada 6 a 7 meses.
A medida que las capacidades cuánticas continúen mejorando, eventualmente se implementarán las actualizaciones resistentes a cuánticas. Fue diseñado, como cualquier software, para ser trabajado y mejorado a medida que avanza la tecnología.
Una consideración intrigante es lo que una computadora cuántica podría hacer con otras criptomonedas o redes menos seguras en general. Esto debería ser una preocupación mayor que el impacto potencial en Bitcoin.
Es tentador establecer paralelismos entre el rumor en torno a la computación cuántica y el ascenso meteórico de la inteligencia artificial, ambos son testimonios de la marcha implacable de la innovación.
Pero la diferencia radica en lo que representa la computación cuántica: la siguiente frontera.
Esto no es solo teórico; es la trayectoria de la tecnología en sí misma. La humanidad construye herramientas no solo para resolver problemas, sino para redefinir la escala de lo que se puede resolver. A medida que abordamos las grandes preguntas con precisión cuántica, los costos se reducen, el acceso crece y lo imposible se convierte en rutina.
No solo somos observadores de este progreso, somos parte de la curva exponencial. Y con eso, el futuro sigue siendo no solo impredecible, sino emocionantemente nuestro