Liberando la amenaza: cómo un avance tecnológico revolucionario pone en peligro el futuro de las criptomonedas

Esta semana, Google publicó un artículo que describe cómo una computadora cuántica podría teóricamente derivar una clave privada de bitcoin en 9 minutos, con ramificaciones que se extienden a Ethereum, otros tokens, la banca privada y potencialmente a todo en el mundo.

La computación cuántica es fácil de confundir con una versión más rápida de una computadora normal. Pero no se trata de un chip más potente ni de una granja de servidores más grande. Es un tipo de máquina fundamentalmente diferente, diferente al nivel del átomo mismo.

Una computadora cuántica comienza con un bucle de metal muy frío y muy pequeño donde las partículas comienzan a comportarse de maneras que no se comportan en condiciones normales en la Tierra, formas que alteran lo que consideramos las reglas básicas de la física.

Comprender lo que eso significa, físicamente, es la diferencia entre leer sobre la amenaza cuántica y comprenderla realmente.

Cómo funcionan realmente las computadoras y los ordenadores cuánticos

Las computadoras normales almacenan información en forma de bits: cada uno es un 0 o un 1. Un bit es un pequeño interruptor. Físicamente, es un transistor en un “chip”: una puerta microscópica que deja pasar la electricidad (1) o no (0).

Cada foto, cada transacción de bitcoin, cada palabra que hayas escrito se almacena como patrones de activación o desactivación de estos interruptores. No hay nada misterioso en un poco; es un objeto físico en uno de los dos estados definidos.

Cada cálculo consiste simplemente en mezclar estos 0 y 1 muy rápido. Un chip moderno puede hacer miles de millones de esto por segundo, pero aún así lo hace uno a la vez, en secuencia.

Las computadoras cuánticas utilizan algo conocido como qubits en lugar de bits. Un qubit puede ser 0, 1 o (y esta es la parte extraña) ¡ambos al mismo tiempo!

Esto es posible porque un qubit es un tipo de objeto físico completamente diferente. La versión más común, y la que utiliza Google, es un pequeño bucle de metal superconductor enfriado a aproximadamente 0,015 grados sobre el cero absoluto, más frío que el espacio exterior pero aquí en la Tierra.

A esa temperatura, la electricidad fluye a través del circuito sin ninguna resistencia y se dice que la corriente existe en un estado cuántico.

En el bucle superconductor, la corriente puede fluir en el sentido de las agujas del reloj (llamémoslo 0) o en el sentido contrario a las agujas del reloj (llamémoslo 1). Pero a escalas cuánticas, la corriente no tiene que elegir una dirección y, de hecho, fluye en ambas direcciones simultáneamente.

No lo confundas con cambiar entre los dos muy rápido. La corriente es mensurable, experimental y verificable en ambos estados simultáneamente.

Física alucinante

¿Con nosotros hasta ahora? Genial, porque aquí es donde se vuelve realmente extraño, porque la física detrás de cómo funciona no es inmediatamente intuitiva, y no se supone que lo sea.

Todo con lo que alguien interactúa en la vida diaria obedece a la física clásica, que supone que las cosas están en un lugar al mismo tiempo. Pero las partículas no se comportan de esta manera a escala subatómica.

Un electrón no tiene una posición definida hasta que lo miras. Un fotón no tiene una polarización definida hasta que lo mides. Una corriente en un circuito superconductor no fluye en una dirección definida hasta que se la fuerza a tomar.

La razón por la que no experimentamos esto en la vida cotidiana es la decoherencia. Cuando un sistema cuántico interactúa con su entorno, las moléculas de aire, el calor, las vibraciones y la luz, la superposición colapsa casi instantáneamente.

Una pelota de fútbol no puede estar en dos lugares a la vez porque interactúa con billones de moléculas de aire, polvo, sonido, calor, gravedad, etc., cada nanosegundo. Pero aislamos una corriente diminuta en un vacío cercano al cero absoluto, la protegemos de todas las perturbaciones posibles y el comportamiento cuántico sobrevive el tiempo suficiente para poder realizar cálculos.

Por eso es tan difícil construir computadoras cuánticas. La gente está diseñando entornos físicos donde las leyes de la física que normalmente impiden que esto suceda se mantienen a raya durante el tiempo suficiente para ejecutar un cálculo.

Las máquinas de Google funcionan en refrigeradores de dilución del tamaño de habitaciones enormes, más fríos que cualquier cosa en el universo natural, rodeados por capas de protección contra el ruido electromagnético, las vibraciones y la radiación térmica.

Y los qubits son frágiles incluso entonces. Pierden su estado cuántico constantemente, razón por la cual la "corrección de errores" domina todas las conversaciones sobre ampliación de escala.

Por tanto, la computación cuántica no es una versión más rápida de la computación clásica. Está explotando un conjunto diferente de leyes físicas que sólo se aplican a escalas extremadamente pequeñas, temperaturas extremadamente bajas y períodos de tiempo extremadamente cortos.

Ahora apila eso.

Dos bits regulares pueden estar en uno de cuatro estados (00, 01, 10, 11), pero sólo uno a la vez (ya que la corriente fluye en una sola dirección). Dos qubits pueden representar los cuatro estados a la vez, ya que la corriente fluye en todas direcciones al mismo tiempo.

Tres qubits representan ocho estados. Diez qubits representan 1.024. Cincuenta qubits representan más de un billón. El número se duplica con cada qubit que se agrega, razón por la cual el escalamiento es tan exponencial.

El segundo truco es algo llamado entrelazamiento. Cuando dos qubits se entrelazan, medir uno instantáneamente le dice al observador