Podríamos decir que, de alguna manera, tu coche ya contiene elementos que funcionan mediante computación cuántica. A fin de cuentas, parte del hardware que todos utilizamos en nuestra vida cotidiana ya se basa en las leyes de la mecánica cuántica para funcionar. Transistores instalados en tu coche como las pantallas del salpicadero, la centralita electrónica o las ayudas inteligentes a la conducción se basan en sus principios. Por eso, la primera puntualización de Roberto Campos -profesor en el Máster de Computación Cuántica y en los grados de Física y Matemáticas de la Universidad Nebrija– al ser consultado por HackerCar, es terminológica. Campos prefiere hablar de sensores, cifrados y ordenadores cuánticos.
¿Realmente le sirve de algo a tu vehículo?
Sin embargo, ¿por qué estos últimos avances todavía no han llegado a tu vehículo? “En cualquiera de los tres casos, diría que no es cuestión de que el coche esté o no preparado para equiparlos, sino que son los propios dispositivos los que aún no están disponibles para montarlos en un coche”, explica Campos. Pero, incluso si ya estuvieran listos, esa sería solamente una parte de la historia. Y es que otro de los obstáculos para su implantación generalizada reside es el económico. “Hablamos de dispositivos que pueden costar entre cientos de miles de euros hasta cientos de millones de euros…”, recuerda Campos. “Sería incluso más caro que conducir un coche de oro macizo, y también más inútil”, añade.
Por lo tanto, ¿hay algún ámbito en el que la computación cuántica realmente tenga potencial para el mundo de la automoción a corto plazo? “Lo que sí tendría sentido y ya se está explorando es aplicar aquello se descubra con esos dispositivos cuánticos al diseño, la monitorización, la conducción o la reparación de los coches”, señala Campos.
En el proceso de diseño del vehículo, “una pequeña mejora resulta de elevado interés”, por lo que la computación cuántica merecería más la pena. Sin ir más lejos, Campos destaca que “los procesos de diseño aerodinámico requieren optimizar un alto número de parámetros para minimizar la resistencia del vehículo al aire”. Actualmente, “los modelos de simulación que se utilizan son muy lentos y hay que cortar los procesos antes de que hayan llegado a la mejor solución. La computación cuántica ofrece la posibilidad de ejecutar estos modelos de forma mucho más rápida y menos costosa”. El resultado es fascinante: “en los próximos años, podríamos ver coches con diseños aerodinámicos generados con un ordenador cuántico”.
El verdadero potencial “sobre ruedas”
Nuestro experto calcula que bastarán 10 o 15 años para que los sensores cuánticos se implanten en los coches de calle. Su ventaja reside en que “nos permiten medir parámetros que antes no se medían o los mismos parámetros con mucha más precisión. Esta monitorización precisa de nuestro coche puede detectar averías de forma temprana. También puede mejorar cómo se alternan los ciclos de carga y descarga de una batería eléctrica”.
Si lo que queremos es disfrutar de un ordenador cuántico integrado en nuestro vehículo, todavía tendremos que esperar varias décadas. A día de hoy, “un ordenador cuántico necesita una habitación entera; no cabría en la guantera… Además, varios expertos tienen que estar calibrándolo cada pocas horas para que los cálculos sean precisos”. Así que descartado de momento por el profesor Campos: “Sería como pilotar un fórmula 1 que tiene que pasar por boxes cada diez minutos”. Además, por ahora ni siquiera sería necesario en la industria. “Hoy por hoy, los ordenadores cuánticos aún no hacen nada que no pueda hacer un ordenador clásico en términos de aplicaciones automovilísticas”, explica. Procesar datos de conducción mediante un ordenador cuántico todavía exige enviarlos a un servidor cuántico en la nube.
¿La revolución para las baterías?
En cambio, existe un campo en el que la computación cuántica va a marcar la diferencia: el estudio de las estructuras moleculares y las interacciones entre moléculas. En esto, los ordenadores convencionales son muy lentos. Y, si hay un asunto químico que está preocupando mucho a los fabricantes de vehículos, es el de las baterías de los vehículos eléctricos. “La clave es que el diseño de baterías eléctricas es una aplicación directa de lo que se estudia en química cuántica.
Por ello, en los próximos diez años, conforme los ordenadores cuánticos sean más maduros y los algoritmos cuánticos avancen, esperamos poder simular mucho mejor el comportamiento de las moléculas que forman las baterías eléctricas de los vehículos”, confía Campos. Si podemos simular mejor este comportamiento, seguro que podremos incrementar su capacidad, reducir sus tiempos de carga y alargar su vida útil”.
Entre los últimos estudios realizados al respecto se encuentra el de investigadores de la Universidad Complutense con miembros de Volkswagen y la empresa canadiense Xanadú (especializada en computación cuántica e inteligencia artificial).
Sin motivos para el alarmismo
Ante los nuevos peligros de la computación cuántica en materia de ciberseguridad, ¿cómo podremos seguir protegiendo nuestro vehículo conectado? La respuesta es complicada en términos de cifrado, puesto que estaríamos tratando de anticiparnos a las amenazas que se puedan desarrollar dentro de una década. Pero, para Roberto Campos, los estándares tienen que dar la respuesta clave: “Un algoritmo diseñado hace ocho años se considera seguro porque sigue siendo compatible con el estándar actual. Sin embargo, cuando se descubre una brecha o alguien es capaz de romper ese algoritmo de cifrado, el estándar cambia y todos los dispositivos quedan obsoletos. Dejan de ser oficialmente seguros y pasan a considerarse como vulnerables. Las actualizaciones de los estándares de los vehículos conectados podrían instalarse en el taller, o bien realizarse de forma inalámbrica.
La criptografía poscuántica parte, en realidad, de un cambio de estándar. Cuando el algoritmo de Shor demostró su capacidad de romper la criptografía habitual hoy en día basada en RSA, instituciones de todo el mundo tuvieron que cambiar el estándar a una solución con esta nueva criptografía. La UE ya tiene fecha límite para que todas sus comunicaciones utilicen este estándar: 31 de diciembre de 2035 para todas las infraestructuras. Sin embargo, la situación no cambia demasiado para tu coche: «En sí, los recursos que utiliza un algoritmo poscuántico no son diferentes de los que usa cualquier otro algoritmo de ciberseguridad implementado en el pasado», asegura Campos. «Las empresas que antes suministraban la ciberseguridad a los vehículos han evolucionado o, mejor dicho, se han adaptado al nuevo estándar».
Apunta estas siglas
No obstante, Campos contempla que se apueste por la tecnología cuántica de intercambio de claves –QKD, por sus siglas en inglés-. Ahora bien, es cauto al respecto, “ya que ahora mismo se está probando en satélites y entre grandes empresas de forma muy experimental e inmadura”. Pero, frente a los temores de volvernos más vulnerables, el investigador de la Universidad Nebrija rompe una lanza por la seguridad de la computación cuántica, al menos usando la tecnología QKD: “Hasta donde sabemos hoy en día, las comunicaciones basadas en tecnologías cuánticas como QKD son mucho más seguras que las clásicas. Resultan prácticamente irrompibles, aunque presentan muchos retos que hoy en día no sabemos ni cómo resolverlos”. Es cierto que persiste la vulnerabilidad ante ataques por denegación de servicio o desencriptado al averiguar claves.
Pero Campos aclara que, en comunicaciones basadas en tecnologías cuánticas, si alguien intercepta la clave el mensaje se corrompe, lo que permite a los participantes en dicha comunicación «saber que alguien ha estado escuchando. Por eso, en realidad las comunicaciones cuánticas nos garantizan que la clave que estamos usando es secreta y son más robustas frente a ataques”.
Sea como sea, la computación cuántica no implica una revolución en el software. Podrás seguir recibiendo tus actualizaciones remotas, aunque utilicen tecnología cuántica como la criptografía QKD. «En el futuro, no hablaremos de computación clásica y cuántica, sino de algo más abstracto que hibride ambos conceptos con una potencia de cálculo difícil de imaginar hoy en día». Y HackerCar confía en seguir aquí para entonces. Incluso aunque tenga que contártelo a través de comunicaciones basadas en la computación cuántica y tú lo recibas con ayuda de software clásico…
