La tecnología de la información cuántica está a punto de transformar nuestro mundo. ¿Pueden las normas garantizar que evolucione de forma segura y responsable? IEC e ISO están uniendo sus fuerzas para elaborar los documentos adecuados.
La tecnología de la información cuántica es una de las próximas grandes tendencias tecnológicas, que promete cambiar el mundo de maneras apasionantes y preocupantes. Su valor fundamental reside en su capacidad de aportar soluciones a problemas específicos que las supercomputadoras digitales actuales tardarían miles de millones de años en resolver. Otra ventaja es la capacidad de la tecnología para satisfacer eficazmente la necesidad de un procesamiento de datos cada vez más intenso que requieren la inteligencia artificial (IA), la realidad virtual, la cadena de bloques y las criptomonedas.
No es de extrañar entonces que se espere que el valor de mercado de la computación cuántica (solo un elemento de la cuántica) alcance los 1,3 billones de dólares en 2035. Ahora está en marcha la carrera para permitir que la tecnología prospere de manera responsable, y se espera que los estándares desempeñen un papel importante para lograr precisamente eso.
¿Qué es cuántico?
La teoría cuántica existe desde hace más de 100 años y la primera revolución cuántica hizo posible inventos como el láser y el transistor, que son los componentes básicos de las computadoras. Ahora nos encontramos en medio de lo que muchos físicos denominan la segunda revolución cuántica, que pretende explotar la mecánica cuántica para fines mucho más prácticos y de mayor alcance.
Las tecnologías cuánticas modernas se pueden dividir en tres áreas clave:
La tecnología cuántica también puede utilizarse para permitir una navegación mucho más precisa y fiable que los sistemas GPS actuales y tiene el potencial de ayudar a afrontar importantes retos globales como el cambio climático mediante simulaciones a escala mundial. Esto permitirá una mejor previsión meteorológica y modelización del clima, así como acelerar el desarrollo y el descubrimiento de nuevas formas de producción y almacenamiento de energía. En el medio ambiente, las tecnologías cuánticas pueden utilizarse para detectar variaciones mínimas en la gravedad y, por tanto, en la densidad de masa, lo que les permite detectar con precisión cambios materiales o huecos bajo el suelo, que a su vez podrían utilizarse para predecir la formación de sumideros y cartografiar estructuras complejas de túneles.
Según el Foro Económico Mundial ( WEF ), los gobiernos de todo el mundo están invirtiendo fuertemente en tecnología cuántica para asegurarse de que sean parte de la futura economía cuántica. Recientemente publicaron un Plan de Economía Cuántica , en el que afirman la importancia vital de la colaboración internacional para garantizar que la economía cuántica agregue valor.
Pero la cuántica aún tiene algunos desafíos que superar antes de que pueda realmente despegar. Uno de ellos es que los cúbits son sensibles a su entorno y propensos a errores. Además, muchos dispositivos cuánticos a menudo necesitan ser enfriados hasta casi el cero absoluto (-273,15 °C) para funcionar con niveles muy altos de confiabilidad, como los detectores de fotón único de nanocables superconductores (SNSPD).
Trabajando en ciberseguridad para la cuántica
Otro desafío que se vislumbra en el horizonte es la ciberseguridad. Si bien la distribución de claves cuánticas puede garantizar la transmisión segura de datos confidenciales, la computación cuántica también podría romper muchos de los esquemas de cifrado que se utilizan actualmente, como en las transacciones bancarias, los datos personales y la cadena de bloques, lo que podría hacer que todas las criptomonedas perdieran su valor, por ejemplo.
Por eso es necesario empezar a pensar en la “seguridad poscuántica”. Las normas representan una valiosa oportunidad para ayudar a abordar este problema y permitir que se aprovechen los beneficios de la tecnología cuántica sin correr riesgos. Ya se está trabajando mucho al respecto.
El comité conjunto ISO e IEC para ciberseguridad, ISO/IEC JTC 1/SC 27 , por ejemplo, mejor conocido por la serie ISO/IEC 27000 de normas de ciberseguridad de TI, está buscando formas de desarrollar criptografía resistente cuántica.
El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de Estados Unidos ( NIST ) ha desarrollado recientemente estándares nacionales que especifican algunos “esquemas” técnicos diseñados para resistir futuros ataques de computadoras cuánticas. Incluyen esquemas específicos de encapsulación de claves que se pueden usar para establecer una clave secreta compartida entre dos partes que se comunican a través de un canal público, así como esquemas de firma digital que se utilizan para detectar modificaciones no autorizadas de los datos y para autenticar la identidad del firmante.
Adoptar un enfoque global con estándares internacionales
La colaboración internacional es esencial para transitar el futuro cuántico de forma segura y ética y permitir que la tecnología alcance su máximo potencial. Se necesitan marcos de gobernanza sólidos y directrices para el desarrollo responsable de la cuántica a fin de que se puedan materializar los beneficios de la misma.
El Plan de Economía Cuántica del WEF enfatiza la necesidad de colaboración internacional y destaca la importancia de las normas como “herramientas indispensables que dan forma al panorama contemporáneo de diversos sectores, fomentando la innovación y asegurando la confiabilidad e interoperabilidad de los sistemas”. Varias organizaciones de desarrollo de normas, incluida la IEC, ya han estado trabajando en normas para la cuántica y, en 2021 y 2022, varios de los principales actores de las normas, incluida la IEC, organizaron una serie de simposios para discutir dónde sería más útil la estandarización.
Nuevo comité conjunto IEC/ISO para tecnología cuántica
El Dr. Richard Pitwon es un experto en tecnologías cuánticas y miembro experto de numerosos comités y subcomités técnicos de la IEC en el área, incluido el de presidente del SC 86B : Dispositivos de interconexión de fibra óptica y componentes pasivos. También es miembro del nuevo comité técnico conjunto IEC/ISO sobre tecnologías cuánticas, IEC/ISO JTC 3.
Pitwon afirma que, lejos de sofocar la innovación, las normas pueden ayudar a sentar las bases sobre las que la innovación puede prosperar si se eligen correctamente. “Todavía estamos en las primeras etapas de la cuántica y hay muchas formas diferentes de que la tecnología pueda evolucionar, por lo que la libertad para innovar es vital. Pero para que la cuántica evolucione, necesitamos formas de probar las cosas. También necesitamos poder documentar las mejores prácticas y garantizar la coherencia y la interoperabilidad”, explica. “Ahí es donde las normas desempeñarán un papel clave”.
El objetivo del recién creado JTC 3 es coordinar los esfuerzos existentes a nivel mundial y aprovecharlos para desarrollar estándares internacionales en los campos de la metrología cuántica, las fuentes cuánticas, los detectores cuánticos, la comunicación cuántica y otras tecnologías cuánticas fundamentales.
El comité conjunto ya ha desarrollado una norma para los términos y el vocabulario relacionados con la computación cuántica, la ISO/IEC 4879 , que permite un lenguaje común en torno al cual se pueden comunicar los conceptos de computación cuántica. Actualmente está trabajando en una hoja de ruta de normas, que contiene una introducción completa a la comunicación cuántica y describe los tipos de normas que son y serán necesarias.
Aunque pueden pasar años hasta que la promesa cuántica se haga realidad, la mayoría de los países ya están bastante avanzados en el desarrollo de programas cuánticos, tanto por miedo a quedarse atrás como por temor a la seguridad nacional. Los responsables de las normas internacionales también están en el meollo del asunto, evolucionando a medida que evoluciona la cuántica para ayudarnos a todos a navegar hacia un futuro cuántico responsable.
Fuente:etech.iec.ch
