El motor térmico cuántico revolucionario acerca a los ordenadores cuánticos más grandes un paso más
- La Universidad Aalto construyó un diminuto motor térmico cuántico que funciona cerca del cero absoluto.
- El dispositivo utiliza un qubit para completar un ciclo completo de calentamiento y enfriamiento.
- El algoritmo de Grover aún deja el hashado de Bitcoin muy lejos de ser un ataque práctico.
Un motor térmico cuántico a microescala que convierte la energía térmica en trabajo utilizable bajo temperaturas cercanas a cero ha allanado el camino para la realización de un ordenador cuántico más eficiente.
Los científicos de la Universidad de Aalto han desarrollado la primera máquina capaz de realizar un ciclo mecánico cuántico completo dentro de un circuito superconductor. La máquina entera mide menos que el tamaño de un grano de arena. El bit cuántico, que es un portador de información mecánico cuántico, se utiliza como la sustancia en el motor.
El profesor de la Academia Mikko Möttönen dirigió el proyecto, que se publicó en Nature Communications. La máquina utiliza la misma idea básica que los motores de los coches y las centrales eléctricas. Estas máquinas crean trabajo mediante el intercambio de energía de entornos cálidos a fríos.
La máquina desarrollada por Aalto hace esto en un chip microscópico donde la física cuántica rige el comportamiento de energías diminutas.
Los investigadores utilizan un refrigerador para calentar y enfriar el qubit
El motor contiene un qubit transmon sintonizable por flujo vinculado a un resonador y un refrigerador de circuito cuántico. Los transmons ya son comunes en los ordenadores cuánticos superconductores.
Los ingenieros utilizan señales de microondas para controlarlos mientras mantienen y procesan información cuántica. Aquí, el transmon reemplazó al gas que normalmente serviría como material de trabajo dentro de un motor estándar.
El refrigerador realizó dos tareas opuestas. Los motores térmicos normales a menudo dependen de fuentes calientes y frías separadas. El equipo de Aalto cambió la configuración de un dispositivo para que pudiera calentar el qubit durante una parte del proceso y enfriarlo durante otra. Los investigadores también cambiaron el nivel de energía del qubit en momentos cuidadosamente elegidos.
Esa secuencia completó las cuatro partes de un ciclo de Otto cuántico. Los motores de gasolina utilizan el ciclo de Otto ordinario a través de la compresión y expansión de combustible y aire dentro de los cilindros.
La nueva máquina no tenía gas comprimido. Un solo qubit intercambiaba cantidades extremadamente pequeñas de energía dentro de un circuito mantenido a temperaturas criogénicas.
El primer autor del estudio, Tuomas Uusnäkki, explicó la configuración. “En nuestro experimento, construimos un motor térmico nanofabricado utilizando circuitos superconductores y lo operamos en un criostato cerca del cero absoluto. En su corazón hay un qubit transmon, uno de los bloques de construcción básicos de las tecnologías cuánticas modernas”, dijo Tuomas.
Los desarrolladores de Bitcoin rastrean cómo los algoritmos cuánticos podrían afectar la seguridad de la red
La computación cuántica también es importante para Bitcoin, aunque la cuestión de la seguridad es independiente del motor térmico. Satoshi Nakamoto nunca trató la fuerza bruta clásica como un peligro práctico, y eso sigue siendo cierto. El problema cuántico tiene dos partes. Una se refiere al hashing, mientras que la otra se refiere a las firmas digitales.
El algoritmo de Grover puede acelerar las búsquedas a través de posibles respuestas. Si se usa contra SHA-256, reduciría la protección efectiva del sistema de 256 bits a aproximadamente 128 bits.
Ese nivel sigue estando muy más allá de las máquinas disponibles hoy en día. Los investigadores dicen que un atacante necesitaría hardware cuántico mucho más grande que cualquier cosa que exista actualmente.
El algoritmo de Shor presenta la mayor preocupación porque ataca las firmas en lugar de los hashes. Una computadora cuántica lo suficientemente poderosa podría calcular una clave privada a partir de una clave pública ya expuesta en la curva elíptica utilizada por Bitcoin (BTC).
Aproximadamente 7 millones de Bitcoin, cerca del 35% del suministro total, se encuentran en direcciones con claves públicas visibles. Esas tenencias podrían volverse vulnerables si se construye el hardware requerido alguna vez.
Quantum AI en Google, una unidad de Alphabet Inc. (NASDAQ: GOOGL), reveló un estudio en 2026 que redujo el número proyectado de qubits físicos necesarios para descifrar la curva de Bitcoin a alrededor de 500.000. Las computadoras cuánticas modernas suelen tener no más de 1.000 a 1.500 qubits.
Los investigadores ven una amenaza realista entre 2029 y 2035, basándose en los avances en la corrección de errores.
Satoshi discutió la seguridad del hash varias veces en 2010, incluida la posibilidad de una colisión parcial de SHA-256. Su respuesta propuesta se mantuvo igual. Los desarrolladores necesitan asegurar primero la blockchain honesta y luego reemplazar la función comprometida.
Las actualizaciones posteriores de Bitcoin no afectaron a la función hash utilizada en la red. Segregated Witness se introdujo en 2017, mientras que Taproot se introdujo en 2021.
La resistencia cuántica comenzó a convertirse en un gran tema entre los desarrolladores alrededor de 2020 gracias a un aumento en la conciencia sobre los algoritmos de Grover y Shor.
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Jai Hamid
Jai Hamid ha estado cubriendo criptomonedas, mercados bursátiles, tecnología, la economía global y los eventos geopolíticos que afectan a los mercados durante los últimos 6 años. Ha trabajado con publicaciones centradas en blockchain, incluidas AMB Crypto, Coin Edition y CryptoTale, en análisis de mercado, grandes empresas, regulación y tendencias macroeconómicas. Se graduó en la London School of Journalism y ha compartido tres veces sus conocimientos sobre el mercado de criptomonedas en una de las principales cadenas de televisión de África.
