NVIDIA ha anunciado recientemente su compromiso de intensificar los esfuerzos en computación cuántica a través de la plataforma de código abierto NVIDIA CUDA-Q, desencadenando un salto significativo en el procesamiento.
Si bien este avance promete revolucionar diversas áreas tecnológicas, desde la inteligencia artificial hasta la ciencia de datos, plantea cuestiones cruciales sobre la sustentabilidad de la seguridad cibernética convencional.
La computación cuántica, con su capacidad para procesar vastas cantidades de datos de manera exponencialmente más rápida que los sistemas tradicionales, desafía los fundamentos de la criptografía actual.
Al aprovechar fenómenos cuánticos como la superposición y el entrelazamiento, estos sistemas tienen el potencial de romper algoritmos de cifrado actualmente considerados seguros, como el RSA y el ECC.
La plataforma CUDA-Q de NVIDIA, al impulsar el desarrollo y la adopción de la computación cuántica, acelera la carrera hacia un futuro donde las técnicas de seguridad convencionales podrían volverse obsoletas.
Este cambio paradigmático plantea interrogantes cruciales sobre la sustentabilidad de las estrategias de seguridad cibernética existentes.
Los sistemas de seguridad cibernética actuales dependen en gran medida de algoritmos criptográficos que confían en la complejidad computacional para resolver problemas matemáticos específicos. Sin embargo, con la llegada de la computación cuántica, esta premisa se ve desafiada.
La capacidad sin precedentes de cálculo que ofrece la computación cuántica podría significar la invalidación de esta premisa, ya que sería capaz de descifrar rápidamente datos encriptados que antes se consideraban seguros.
Este cambio representa un desafío significativo para la seguridad cibernética, que ahora necesita adaptarse y desarrollar nuevas estrategias de protección que sean resistentes a los avances en computación cuántica.
Ante el panorama emergente de la computación cuántica, es fundamental que la comunidad de seguridad cibernética reevalúe sus estrategias y se prepare para los desafíos que plantea esta nueva era tecnológica. Esto implica no solo la exploración de nuevas técnicas de cifrado que sean resistentes a los ataques cuánticos, sino también la implementación de medidas de seguridad post-cuánticas.
Las técnicas de cifrado cuántico, que aprovechan los principios de la mecánica cuántica para garantizar la seguridad de la información, están en desarrollo y representan una dirección prometedora para proteger los datos en un entorno cuántico. Estas técnicas incluyen la criptografía basada en estados cuánticos, como el entrelazamiento cuántico y la distribución de claves cuánticas.
Además, las medidas de seguridad post-cuánticas buscan desarrollar algoritmos y protocolos de cifrado que no dependan de la complejidad computacional para su seguridad, sino que se basen en problemas matemáticos que aún no se han resueltos, incluso para la computación cuántica. Ejemplos de estos enfoques incluyen la criptografía basada en retículas, la criptografía basada en funciones hash resistentes a ataques cuánticos y la firma digital basada en redes neuronales.
La preparación para la era de la computación cuántica requiere un enfoque integral que incluya tanto la exploración de nuevas técnicas de cifrado cuántico como la implementación de medidas de seguridad post-cuánticas.
Solo así podremos garantizar la seguridad de la información en un entorno tecnológico en constante evolución.
La computación cuántica, sin duda, representa un avance revolucionario en el campo de la tecnología, pero también plantea desafíos significativos para la seguridad cibernética. Es esencial que las organizaciones y los expertos en seguridad estén preparados para adaptarse a este nuevo paradigma y desarrollar soluciones innovadoras que aseguren la protección de los datos en un mundo cada vez más influenciado por la computación cuántica.
El impacto de la computación cuántica en la seguridad cibernética se debe principalmente a su capacidad para resolver problemas de manera exponencialmente más rápida que los sistemas tradicionales. Esto amenaza la efectividad de los algoritmos criptográficos actuales, que se basan en la dificultad computacional para proteger la información.
Para hacer frente a estos desafíos, las organizaciones deben estar preparadas para reevaluar sus estrategias de seguridad cibernética y adoptar enfoques que sean resistentes a los ataques cuánticos. Esto incluye la exploración de nuevas técnicas de cifrado cuántico, así como la implementación de medidas de seguridad post-cuánticas que no dependan de la complejidad computacional para su protección.
Además, es fundamental fomentar la colaboración y el intercambio de conocimientos entre la comunidad de seguridad cibernética para enfrentar de manera efectiva los nuevos desafíos que plantea la computación cuántica.
La preparación y la adaptación proactiva son clave para garantizar la seguridad de los datos en un entorno tecnológico impulsado por la computación cuántica. Solo mediante la innovación y la colaboración podremos enfrentar con éxito los desafíos que esta nueva era tecnológica presenta en el campo de la seguridad cibernética.
Centros de supercomputación mundial adoptan la plataforma NVIDIA CUDA-Q para impulsar la computación cuántica
La plataforma NVIDIA CUDA-Q está ganando terreno en la vanguardia de la computación cuántica, con centros de supercomputación de renombre en Alemania, Japón y Polonia comprometidos a utilizarla para alimentar unidades de procesamiento cuántico (QPUs) dentro de sus sistemas de alta computación.
Los QPUs, o unidades de procesamiento cuántico, son elementos esenciales en los ordenadores cuánticos, y su funcionamiento se basa en aprovechar el comportamiento de las partículas subatómicas para realizar cálculos de una manera radicalmente diferente a los procesadores tradicionales. Esta capacidad única abre las puertas a la realización de ciertos tipos de cálculos de manera significativamente más rápida y eficiente que los sistemas convencionales.
A diferencia de los bits clásicos en los ordenadores tradicionales, que pueden tener un valor de 0 o 1, los qubits, los elementos básicos de la computación cuántica, pueden existir en múltiples estados simultáneamente gracias al fenómeno de superposición cuántica. Además, los qubits pueden estar entrelazados, lo que significa que el estado de un qubit puede depender del estado de otro, incluso si están separados por grandes distancias.
Estas propiedades cuánticas permiten a los QPUs procesar y manipular información de una manera altamente paralela y compleja, lo que los hace ideales para resolver ciertos tipos de problemas de manera extremadamente eficiente. Por ejemplo, los algoritmos cuánticos pueden ser especialmente efectivos para resolver problemas de optimización, simulaciones moleculares y criptoanálisis.
En resumen, los QPUs representan una nueva frontera en la capacidad de procesamiento, ofreciendo la posibilidad de abordar problemas complejos de manera rápida y eficiente gracias a las propiedades únicas de la mecánica cuántica. Este avance promete transformar la computación y abrir nuevas oportunidades en una amplia gama de campos científicos y tecnológicos.
El Centro de Supercomputación de Jülich (JSC) en Alemania, ubicado en el Forschungszentrum Jülich (FZJ), está liderando este avance al instalar una QPU suministrada por IQM Quantum Computers. Esta QPU se integrará como complemento al superordenador JUPITER, ya potenciado por el superchip NVIDIA GH200 Grace Hopper, lo que promete una sinergia poderosa entre las capacidades de procesamiento clásico y cuántico.
En Japón, el superordenador ABCI-Q, alojado en el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada (AIST), está destinado a impulsar la iniciativa de computación cuántica del país.
Este sistema, equipado con la arquitectura NVIDIA Hopper, se verá reforzado con una QPU suministrada por QuEra, consolidando la posición de Japón en la carrera por la supremacía cuántica.
Estos desarrollos subrayan la creciente convergencia entre la computación clásica y cuántica en la búsqueda de soluciones computacionales avanzadas. La combinación de la potencia de procesamiento convencional con las capacidades disruptivas de la computación cuántica promete impulsar descubrimientos y avances en una amplia gama de campos, desde la investigación científica hasta las aplicaciones industriales y comerciales.
Al integrar la computación cuántica con la computación clásica, se puede aprovechar lo mejor de ambos mundos: la capacidad de procesamiento masivo y paralelo de la computación cuántica, junto con la estabilidad y la familiaridad de los sistemas informáticos clásicos. Esta sinergia permite abordar problemas complejos de una manera más eficiente y efectiva que nunca antes.
En el ámbito de la investigación científica, esta convergencia podría llevar a avances significativos en campos como la química, la física y la biología, al permitir simulaciones más precisas y detalladas de sistemas complejos. En la industria, la combinación de la computación clásica y cuántica podría conducir a mejoras en la optimización de procesos, el diseño de materiales y la logística, entre otros campos.
Además, en el ámbito comercial, esta convergencia podría dar lugar a nuevas oportunidades en áreas como la inteligencia artificial, el aprendizaje automático y la seguridad cibernética, al proporcionar herramientas más poderosas para el análisis de datos y la protección de la información sensible.
En resumen, la convergencia entre la computación clásica y cuántica promete revolucionar la forma en que abordamos los desafíos computacionales más complejos, y se espera que tenga un impacto profundo y duradero en una amplia variedad de campos y sectores industriales.
El compromiso de estos centros de supercomputación de primera línea con la plataforma CUDA-Q de NVIDIA representa un paso significativo hacia un futuro donde la computación cuántica se integre de manera fluida en la infraestructura informática global.
Esto no solo promueve la innovación y el progreso en todas las áreas de la ciencia y la tecnología, sino que también sienta las bases para una nueva era en el procesamiento de datos y la resolución de problemas complejos.
La adopción de CUDA-Q por parte de estos centros de excelencia demuestra el reconocimiento de la importancia de la convergencia entre la computación clásica y cuántica para abordar los desafíos del futuro. Al integrar la potencia de procesamiento convencional con las capacidades disruptivas de la computación cuántica, se abre un abanico de posibilidades para resolver problemas que antes eran considerados prácticamente insolubles.
Esta integración también facilita la colaboración y el intercambio de conocimientos entre diferentes instituciones y sectores, lo que acelera el ritmo de la innovación y el descubrimiento. Desde la investigación científica hasta las aplicaciones industriales y comerciales, la computación cuántica integrada en la infraestructura informática global tiene el potencial de transformar radicalmente la forma en que abordamos los desafíos más complejos de nuestra era.
El compromiso con la plataforma CUDA-Q de NVIDIA representa un hito crucial en el camino hacia un futuro donde la computación cuántica sea una parte integral de nuestra infraestructura informática, promoviendo así la innovación y el progreso en todas las áreas de la ciencia y la tecnología.
El Poznan Supercomputing and Networking Centre (PSNC) impulsa la computación cuántica con QPUs fotónicas conectadas a superordenadores NVIDIA Hopper
El Poznan Supercomputing and Networking Centre (PSNC) de Polonia ha dado un paso significativo hacia el futuro de la computación cuántica al instalar dos unidades de procesamiento cuántico (QPUs) fotónicas, desarrolladas por ORCA Computing. Estas QPUs están conectadas a una nueva partición del superordenador, la cual está acelerada por la tecnología NVIDIA Hopper.
La integración de la supercomputación cuántica con la potencia de las unidades de procesamiento gráfico (GPU) de NVIDIA abre nuevas posibilidades en el campo del cálculo cuántico. Tim Costa, director de cuántica y HPC en NVIDIA, destaca la importancia de esta integración: “La plataforma de cálculo cuántico de NVIDIA equipa a pioneros como el AIST, el JSC y el PSNC para superar los límites del descubrimiento científico y avanzar en el estado del arte de la supercomputación cuántica integrada.”
En el caso del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada (AIST) de Japón, la QPU integrada con su superordenador ABCI-Q permitirá a los investigadores explorar diversas aplicaciones cuánticas en áreas como inteligencia artificial, energía y biología.
Utilizando átomos de rubidio controlados por luz láser como qubits para realizar cálculos, los investigadores se benefician de la alta precisión y fidelidad que ofrecen estos sistemas.
Cada átomo de rubidio es idéntico, lo que proporciona un camino prometedor hacia la construcción de procesadores cuánticos a gran escala y alta precisión.
Estos avances marcan un hito en el camino hacia una computación cuántica práctica y escalable, con aplicaciones potenciales que abarcan desde la simulación de sistemas complejos hasta la optimización de algoritmos de aprendizaje automático.
La integración de QPUs con superordenadores NVIDIA Hopper representa un paso adelante en la convergencia de la computación clásica y cuántica para impulsar la innovación y el descubrimiento científico en todo el mundo.
Avances hacia la aplicación práctica de la computación cuántica con superordenadores híbridos
Los investigadores de Japón están dando pasos significativos hacia la aplicación práctica de la computación cuántica con el superordenador ABCI-Q de aceleración cuántica-clásica, según señala Masahiro Horibe, director adjunto de G-QuAT/AIST.
En este sentido, Horibe destaca el papel fundamental de NVIDIA en la ampliación de los límites de la investigación en computación cuántica.
Por otro lado, en el Poznan Supercomputing and Networking Centre (PSNC), las QPUs permitirán a los investigadores explorar diversos campos como la biología, la química y el aprendizaje automático.
Utilizando sistemas de fotónica cuántica PT-1, basados en fotones individuales a frecuencias de telecomunicaciones como qubits, se establece una arquitectura cuántica distribuida, escalable y modular.
Esta infraestructura aprovecha componentes estándar de telecomunicaciones disponibles en el mercado, lo que facilita su adopción y escalabilidad.
Krzysztof Kurowski, CTO y director adjunto de PSNC, destaca la colaboración con ORCA y NVIDIA como clave para la creación de un entorno único y un sistema híbrido cuántico-clásico en PSNC.
Kurowski enfatiza la importancia de la integración y programación abierta y sencilla de múltiples QPU y GPU, gestionadas eficientemente por servicios centrados en el usuario.
Esta colaboración no solo abre el camino hacia una nueva generación de superordenadores con aceleración cuántica, sino que también impulsa aplicaciones innovadoras en diversas áreas, con impacto tangible en el presente.
Integración de QPU en JUPITER impulsa avances en computación cuántica y clásica
La integración de una unidad de procesamiento cuántico (QPU) en el superordenador JUPITER permitirá a los investigadores del Centro de Supercomputación de Jülich (JSC) desarrollar aplicaciones cuánticas para simulaciones químicas, problemas de optimización y explorar cómo los superordenadores clásicos pueden acelerarse mediante ordenadores cuánticos.
Esta QPU está construida con qubits superconductores, o circuitos electrónicos resonantes, que pueden manipularse para comportarse como átomos artificiales a temperaturas extremadamente bajas.
Kristel Michielsen, responsable del grupo de procesamiento cuántico de la información del JSC, destaca la importancia de esta integración: “La computación cuántica está cada vez más cerca gracias a la supercomputación híbrida cuántica-clásica acelerada. Gracias a nuestra continua colaboración con NVIDIA, los investigadores del JSC avanzarán en los campos de la informática cuántica, así como en la química y la ciencia de materiales”.
La estrecha integración entre los ordenadores cuánticos y los superordenadores, facilitada por CUDA-Q, también abre la puerta a resolver problemas como la corrección de errores en qubits y al desarrollo de algoritmos eficientes que combinan computación cuántica con inteligencia artificial.
CUDA-Q, una plataforma de supercomputación cuántica acelerada independiente de la QPU y de código abierto, se destaca como una herramienta fundamental en este avance.
Utilizada por la mayoría de las empresas que implementan QPU, ofrece un rendimiento excepcional en su clase y promete impulsar la investigación y la innovación en el campo de la computación cuántica.
“Estamos ante una era transformadora en la computación, donde la capacidad de procesamiento cuántico está destinada a redefinir cómo abordamos los desafíos más complejos de la humanidad.
Con la plataforma de NVIDIA, estamos allanando el camino para acelerar las aplicaciones y permitir que investigadores y científicos avancen en áreas fundamentales como la biología y la química.
Nos entusiasma ser parte de esta próxima generación de descubrimientos científicos”, destaca Marcio Aguiar, director de la división Enterprise de NVIDIA para Latinoamérica.
Por Marcelo Lozano – General Publisher IT CONNECT LATAM
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