Fernando Domínguez Pinuaga, vicepresidente de SandboxAQ y ex miembro del equipo de negocio de Google X, nos comparte su visión sobre los avances y el impacto de las tecnologías cuánticas. En esta amplia entrevista, señala que los ordenadores cuánticos van a cambiar nuestra sociedad por completo, aunque subraya que la cuántica va mucho más allá de la computación destacando aplicaciones en comunicación, ciberseguridad y sensores que ya están transformando varias industrias, como finanzas, medicina, comunicaciones y energía.
El vicepresidente de SandboxAQ profundiza acerca de los retos y oportunidades que plantea la era cuántica, enfatizando los riesgos que suponen estas tecnologías para la ciberseguridad y la imperiosa necesidad de que las empresas y gobiernos empiecen a modernizar su encriptación e implementar lo que se llama 'cryptoagility'. A lo largo de la entrevista, también nos habla de varias innovaciones de su compañía, que apuesta por combinar la cuántica con la inteligencia artificial y se centra en desarrollar soluciones que resuelvan problemas actuales usando tecnología que ya se puede implementar. Así, SandboxAQ ya es capaz, por ejemplo, de volar sin GPS con aviones del Air Force de los Estados Unidos.
Nos encontramos en la segunda o la tercera revolución cuántica, y la tecnología se está convirtiendo en la herramienta geopolítica más importante del siglo XXI, asegura Dominguez.
PREGUNTA (P): Actualmente, casi medio siglo después del inicio de la era digital, se dice que nos encontramos en los comienzos de la "era cuántica", una nueva fase caracterizada por el surgimiento de tecnologías cuánticas, aún en sus primeras etapas, pero que ya están impactando en diversas industrias y prometen revolucionar el mundo en el que vivimos. En su opinión, ¿qué factores han contribuido a la aceleración del desarrollo de estas tecnologías? ¿Cuáles han sido los hitos más significativos que se han alcanzado hasta ahora y los que han motivado que ahora se hable de la nueva "era cuántica"?
RESPUESTA (R): Sí que es cierto que se escucha cada vez más sobre cuántica en los entornos académicos, corporativos y en las organizaciones globales, como el World Economic Forum, que acaba de lanzar su Application Hub la semana pasada. Sin embargo, al igual que la inteligencia artificial (IA) lleva existiendo desde los años 50, conferencia de Dartmouth, la cuántica lleva más de un siglo con nosotros. No es conocido, pero tecnologías que usamos diariamente, como el GPS, los transistores o las máquinas de resonancia magnética, tienen un componente cuántico en su funcionamiento.
Lo que sí ha cambiado en los últimos diez años ha sido la capacidad de computación, la cantidad de datos que tenemos y los nuevos algoritmos, que nos están permitiendo extraer más valor y soluciones de la disciplina cuántica para resolver problemas actuales. Estamos en una fase, que unos llaman la segunda y otros la tercera revolución cuántica, en que las teorías han sido ya probadas y tenemos ante nosotros un problema de ingeniería para llevarlas al mundo real.
Por dar un ejemplo, nosotros en SandboxAQ tenemos unos sensores que junto con algoritmos de IA desarrollados internamente estamos siendo capaces de volar sin GPS con aviones del Air Force de los Estados Unidos leyendo el campo magnético de la tierra. Una tecnología cuya idea no es nueva, varios animales, incluidos pájaros y ballenas, la llevan usando toda la vida.
P: La computación cuántica es la más antigua de este conjunto de tecnologías emergentes, además de la más conocida. A juicio de William Daniel Phillips, premio Nobel de Física en 1997, supone un salto tecnológico sin comparación a los que hemos vivido hasta ahora, más grande incluso que el existente entre el ábaco y la informática actual. ¿Está de acuerdo con esta afirmación? ¿Qué sectores cree que se verán más transformados por esta tecnología y de qué manera? ¿Y hasta qué punto considera que puede cambiar nuestras vidas?
R: La computación cuántica ha sido la que más atención ha acaparado en las últimas décadas, tiene un componente muy atractivo que es visible y que las grandes hyperscalers como Microsoft, Google, IBM llevan mucho tiempo y recursos invertidos en hacerlas funcionar. Los ordenadores cuánticos van a cambiar nuestra sociedad por completo y no podemos imaginarnos aún el cómo, al igual que cuando llegaron los primeros ordenadores clásicos o el internet jamás podíamos imaginar donde estamos ahora. No somos buenos prediciendo el futuro.
Sin embargo, es importante romper el paradigma de que la cuántica es solo los ordenadores cuánticos. Es mucho más. La física cuántica es una disciplina que se puede aplicar a muchas industrias y dominios, uno de ellos, crear un ordenador cuántico. Pero no tenemos más que leer el programa de Europe Quantum Flagship y vemos otras tres grandes áreas que, aunque no han acaparado tanta atención en los medios, ya tienen aplicaciones hoy en día. Hablamos de la comunicación y ciberseguridad cuántica, los sensores y la simulación. Las tres, sin el uso de un ordenador cuántico, ya están transformando varias industrias como finanzas, medicina, comunicaciones y energía.
"Los ordenadores cuánticos no van a sustituir a todos los ordenadores (…) Los procesos serán híbridos y dividirán los problemas según su optimización para usar un hardware u otro".
P: La computación cuántica ha dado importantes avances en los últimos años. Un claro y conocido ejemplo son los progresos de IBM, que en 2016 presentó un procesador de 5 cúbits y en 2025 pretende exhibir otro que alcance los 4.158 cúbits. Además, para 2029 tiene previsto presentar su primer sistema cuántico con corrección de errores. ¿Se puede decir que estamos cerca de ver cumplida una de las grandes promesas de la computación cuántica como es la de que los ordenadores cuánticos van a ser capaces de resolver en pocos segundos problemas que son imposibles de abordar para los ordenadores tradicionales? ¿Hasta dónde cree que pueden llegar las capacidades de los superordenadores cuánticos y cuáles serán las principales ventajas que aportarán? ¿Qué avances se necesitan para que la computación cuántica sea realmente viable a gran escala?
R: Sí, tienes razón. Se logran grandes avances prácticamente cada semana a nivel mundial, recientemente Google y Quantinuum separadamente lograron mejorar la calidad de los cubits conseguidos. No se trata solo de la cantidad o el volumen de cubits, sino en el error que estos son capaces de tolerar. Nuestros ordenadores clásicos tienen errores, sin embargo, son tan poco comunes que son imperceptibles. Hasta que no lleguemos a esa fase, llamada "useful error corrected" o "Fault-Tolerant", con los ordenadores cuánticos seguimos en la etapa de research. Y una vez lleguemos, no van a sustituir a todos los ordenadores, los ordenadores cuánticos son mejores, o más potentes, en un cierto tipo de operaciones, pero no en todo. Los procesos serán híbridos y dividirán los problemas según su optimización para usar un hardware u otro.
Las buenas noticias son que el avance en otras tecnologías como la IA ayudan a corregir esos errores y con ello a percibir el roadmap de los ordenadores cuánticos más asequible. De la misma forma que nosotros usamos Large Quantitative Models para leer los datos que recibe un sensor cuántico, se usan nuevos modelos de IA para lograr hacer la manipulación de los cubits más eficientes y reducir su error. Todo contribuye, también hay cada día más proyectos y más inversión en este campo, así que el progreso en los próximos cinco años está asegurado. Soy optimista, aunque tenemos que ser conscientes y pacientes.
P: SandboxAQ, nacida en el seno de Google X (Alphatet) y entidad independiente desde 2022, es otra compañía puntera en este ámbito, que ofrece soluciones que unen la tecnología cuántica con la también revolucionaria Inteligencia Artificial (IA). Sus desarrollos abordan desafíos globales para generar un impacto positivo, como indica en su página web. ¿Cuáles diría que son sus avances más destacados hasta la fecha y cómo cumplen esta premisa? ¿Podría darnos un adelanto de las innovaciones en las que están trabajando? ¿Cómo se complementan y potencian mutuamente la computación cuántica y la IA, y que avances podrían alcanzarse al combinar estas dos tecnologías?
R: Como decía, se pueden lograr muchos avances usando tecnologías cuánticas, o tecnologías relacionadas con la cuántica, sin usar ordenadores cuánticos. Nosotros nos centramos en resolver problemas de hoy en día y usar tecnología que se puede implementar ya mismo. No usamos ordenadores cuánticos aún, los usaremos cuando se puedan incorporar como una solución madura.
Aparte del sensor de navegación magnética que mencioné anteriormente, tenemos otro sensor, por ejemplo, enfocado en medir las señales del corazón y poder observar daños en los tejidos musculares que un electrocardiograma no sería capaz de detectar. Ahora mismo, está en fase de prueba en varios de los mejores hospitales de Estados Unidos, como Mayo Clinic.
También trabajamos con el Instituto para enfermedades neurodegenerativas del UCSF en simular proteínas relacionadas con la enfermedad del Alzheimer. Este proyecto, junto con el premio Nobel Stanley B. Prusiner, usa múltiples técnicas para entender las interacciones de las moléculas y poder reducir el tiempo de investigación. En la parte de simulación también trabajamos con el US Army desarrollando nuevos materiales y con empresas de baterías para poder diseñar nuevos modelos más eficientes.
La IA y la cuántica se complementan, cuando sumas dos disciplinas el resultado es exponencial. Cuando se incorporó la física clásica, o newtoniana, a la medicina, las finanzas, la biología por primera vez fue una revolución en cada industria. Ahora, pasa lo mismo con la cuántica. Al fin y al cabo, la cuántica trata de explicar el comportamiento de los átomos, y todo está hecho de átomos.
"Es crítico que las empresas y gobiernos empiecen a modernizar su encriptación e implementar lo que se llama 'cryptoagility'"
P: En términos de ciberseguridad, las tecnologías cuánticas plantean importantes beneficios, pero también grandes peligros. ¿Cuáles diría que son los más relevantes en ambos casos? ¿Cómo cree que se debe equilibrar la adopción de estas tecnologías con la gestión de los nuevos riesgos que plantean? ¿Qué conocimientos y habilidades considera esenciales para enfrentar los desafíos de ciberseguridad que se avecinan en la era cuántica?
R: Lo más importante aquí es entender que, hoy por hoy, para protegernos de un potencial ataque cuántico no necesitamos un ordenador cuántico. No sabemos cómo serán los ataques cibernéticos del futuro, pero sí sabemos que los ordenadores cuánticos pueden romper nuestros modelos de encriptación actuales. El password que usas cada día no es irrompible, un ordenador clásico simplemente tardaría miles de años en resolverlo. El problema es que un ordenador cuántico sí puede resolver ese tipo de problemas en poco tiempo.
Para eso, debemos modernizar toda la encriptación en nuestra infraestructura y eso no es fácil. Estamos hablando de proyectos de varios años, incluso de más de una década. Sabemos que se están robando datos, que no se pueden leer porque están encriptados, pero que se están almacenando para poder leerlos más adelante una vez se tenga acceso a la tecnología. Por lo tanto, cualquier dato crítico, como passwords, cuentas bancarias, información de inteligencia, etc… tiene que ser encriptada hoy en día con nuevos algoritmos. La encriptación no ha sido una prioridad para los equipos de ciberseguridad, por eso es crítico que las empresas y gobiernos empiecen a modernizar su encriptación e implementar lo que se llama "cryptoagility". Agilidad de encriptación. Nosotros trabajamos con los grandes bancos a nivel mundial y con Defense Information Systems Agency (DISA) entre otros. Estados Unidos está liderando en este aspecto habiendo publicado ya varias regulaciones recomendando y obligando a sus agencias de defensa a prepararse para esta migración.
P: La llegada de los primeros estándares criptográficos postcuánticos, publicados por el NIST el pasado mes de agosto, marca un hito crucial en el avance de la protección de los datos cifrados del mundo frente a los posibles ciberataques cuánticos. ¿Podría hacer una valoración sobre estos estándares? ¿Hay algún aspecto en el que considere que podrían mejorar?
R: NIST está haciendo un trabajo excepcional en los últimos años para lograr sacar los algoritmos más seguros con la colaboración de instituciones académicas y privadas a nivel mundial. En SandboxAQ somos parte del Center of Excellence donde colaboramos con varias empresas como Amazon, Microsoft, Santander, IBM, etc… es lo bonito que tiene la ciberseguridad, cuando hay un enemigo mayor, todos nos unimos para buscar una respuesta y la verdad que los progresos que se han hecho hasta ahora han sido todos gracias a la colaboración.
Los algoritmos que se han elegido son relativamente nuevos, lo que no es normal es que llevemos décadas usando los mismos. Generalmente, es una tecnología dinámica que cada X tiempo aparece una nueva amenaza que sobrepasa tu defensa y tienes que innovar constantemente para estar protegido. Por eso hablamos de agilidad criptográfica en tu infraestructura, porque ser ágil y poder actualizarte constantemente es la única forma de enfrentarnos al futuro.
P: ¿Cómo de cerca estamos de que los algoritmos cuánticos puedan romper los sistemas de cifrado tradicionales como RSA o ECC? ¿Qué desafíos vislumbra en la implementación de estos nuevos estándares de forma generalizada y efectiva?
R: Es muy complicado dar una estimación exacta, Michele Mosca, CEO de EvolutionQ, crea un "Quantum Threat Timeline Report" donde le pregunta cada año a expertos para que den un % de probabilidad y lo que observamos es que este timeline se va reduciendo cada año.
Lo único que sabemos con certeza es que preparar tu empresa o modernizar la infraestructura de tu gobierno para esa transición es un proyecto de varios años y que no nos podemos permitir dejarlo para el último momento. Si eres un banco, y tienes que cambiar tus claves, tienes que hacer varias pruebas antes de llevarlo a producción, no puedes arriesgarte a dejar a tus clientes sin poder hacer pagos o acceder a su aplicación porque hayas hecho una actualización deprisa y corriendo. Crowdstrike nos ha recordado lo vulnerables que somos cuando no hacemos las cosas bien.
"La tecnología se está convirtiendo en la herramienta geopolítica más importante del siglo XXI"
P: A medida que avanzamos hacia la era cuántica, uno de los retos más destacados es la coexistencia de tecnologías tradicionales y cuánticas durante el período de transición. ¿Qué riesgos específicos identifica en esta etapa de coexistencia y cómo cree que deberían afrontarse? ¿Cómo deberían prepararse las empresas y los gobiernos para encarar esta transición e integrar las tecnologías cuánticas de forma que aprovechen al máximo su potencial?
R: Más que riesgos veo oportunidades. Es precioso ver cómo se resuelven problemas actuales con la combinación de tecnologías y disciplinas. En nuestra empresa tenemos biólogos, criptógrafos, ingenieros químicos, cardiólogos, físicos, etc… Hoy en día, las empresas, las industrias no son herméticas como antes, requieren de una combinación de mentes y experiencias para poder innovar y seguir siendo líderes en sus sectores. SandboxAQ es esa herramienta, para un equipo de químicos o biólogos, por ejemplo, nos convertimos en su herramienta principal para llevar su problema al mundo digital computacional y poder avanzar años sus investigaciones. Es lo que hacemos con NVIDIA y con sus GPUs desde hace ya tiempo.
Si veo un riesgo sería la falta de talento. La tecnología se está convirtiendo en la herramienta geopolítica más importante del siglo XXI. Las grandes potencias mundiales saben que quien domine la tecnología del mañana tendrá una ventaja competitiva y existe una carrera mundial a todos los niveles. Crear más talento y, sobre todo, transformar el existente a las necesidades del día de hoy es crítico y no es una tarea fácil. Motivar a los jóvenes a estudiar más STEM y entender que la cuántica no es solo para los físicos sino para todo el mundo es una labor titánica.
Los Gobiernos deben establecer sus programas nacionales para apoyar esta transformación y los que mejor lo hagan se verán recompensados. China, Taiwán, Nigeria, Israel, … Hay grandes ejemplos en la historia de este tipo de transiciones.
P: Finalmente, ¿qué futuro imagina en un mundo donde la tecnología cuántica sea una realidad cotidiana? ¿Qué preocupaciones y esperanzas tiene respecto a este futuro?
R: Lo que describes es el presente.