Creación de Nuevo Laboratorio de Ciencias de la Información Cuántica en el CIC
Una fortaleza del Centro de Investigación en Computación del Instituto Politécnico Nacional (CIC IPN) es el trabajo en áreas que tendrán impacto a mediano y largo plazo. En ese afán, se ha creado el Laboratorio de Ciencias de la Información Cuántica que está conformado por la Dra. GuoHua Sun (jefa de laboratorio), el Dr. ShiHai Dong, ambos miembros del Sistema Nacional de Investigación con Nivel 3 (SNI III) y el Dr. Luis Fernando Quezada, SNI Candidato y Profesor visitante.
La computación está presente directa o indirectamente en casi todas las actividades de la sociedad, sin embargo, hay grandes problemas que el cómputo actual tardaría años en resolver, la enorme cantidad de datos que circula cotidianamente en internet ha multiplicado la necesidad de data centers, que requieren gran cantidad de energía para operar y además, de acuerdo con Cisco, si el cibercrimen fuera un país, su PIB (Producto Interno Bruto) sería la tercera economía más grande del mundo, solo detrás de Estados Unidos y China.
Ante este panorama la Dra. Sun piensa que el desarrollo, desde ya, de la computación cuántica es una de las posibles soluciones a los retos actuales del cómputo: “No podemos esperar hasta tener una computadora cuántica para diseñar los algoritmos, debemos ser realistas, los chips ya llegan a dimensiones de nanómetros, tienen un pie en el mundo cuántico y llegará el momento en que no puedan ser más pequeños. Además, la cantidad de información que generamos cada día es enorme y necesita ser procesada”.
Entre las perspectivas que se tienen con la computación cuántica está el poder de procesamiento y la solución, en minutos inclusive segundo, de tareas imposibles para una computadora actual. De la misma manera, el almacenamiento de datos mejoraría de forma exponencial, lo que contribuiría a reducir los costos de los data centers. Además, la seguridad es uno de los aspectos más prometedores debido a que la computación y la comunicación cuánticas se basan en los principios cuánticos; por otro lado, se podrían distribuir claves de encriptamiento cuánticamente lo que garantiza la seguridad al transmitir información.
Sobre el trabajo que realizarán en el nuevo laboratorio la Dra. Sun comenta: “Vamos a hacer investigación acerca de las diferentes ramas de la información cuántica, vamos a diseñar, implementar y proponer algoritmos cuánticos, ya que con la capacidad de almacenamiento de la información y el aumento en la velocidad de procesamiento por el procesamiento paralelo permitirán una computación mucho más potente”.
En relación a la seguridad en la era del cómputo cuántico la Dra Sun señala: “La idea es aprovechar las ventajas que muestra la ciencia de computación cuántica, los ataques a la ciberseguridad con computadoras cuánticas van a llegar, pero los principios cuánticos también son una alternativa para la criptografía, ya que, si yo envío información por un canal cuántico y un tercero quiere robarla, la información se pierde y de esta manera se garantiza que nadie externo acceda a ella”.
Algunos de las investigaciones en las que los alumnos del Laboratorio de Ciencias de la Información Cuántica trabajan se refieren al desarrollo de protocolos para la comunicación cuántica, a las ventajas de la criptografía cuántica, al estudio de entrelazamiento cuántico, al estudio de sistemas cuánticos confinados, a la memoria asociativa cuántica, a la clasificación de imágenes usando algoritmos cuánticos, a la topología cuántica para análisis de datos, entre otras.
De origen, el cómputo cuántico es un área interdisciplinaria, para la Dra. Sun el perfil de ingreso al laboratorio abarca a computólogos, físicos, matemáticos y prácticamente cualquier ingeniería con una buena formación de matemáticas, pero sobre todo es una oportunidad de desarrollo: “En áreas como big data, inteligencia artificial o machine learning la computación cuántica tendrá un gran impacto, porque necesitan procesar enormes cantidades de datos para tener una respuesta más fina y adecuada. Las ciencias de información cuántica, son por decirlo de alguna forma, tierra virgen, si trabajamos con interés podemos obtener buenos y novedosos resultados, quienes vengan van a trabajar en un área de frontera y seguramente podrán tener éxito”.
