Desarrolla en la Universidad de Oxford tres modelos de investigación
Explora mexicano los alcances de la computación cuántica
Recibe Salvador Venegas Andraca el Premio a Estudiantes Internacionales por sus teorías
Diseñar sistemas de computación sin tomar en cuenta las propiedades físicas del sistema con que se lleva a cabo el proceso es como contar un cuento utilizando un número muy limitado de palabras; es decir, la capacidad de narrar una historia está limitada no por la imaginación ni por la realidad, sino por la pobreza del lenguaje.
De allí la importancia de la computación cuántica: estudiar la ciencia de la computación sólo a través de las matemáticas -sin tomar en cuenta las características físicas del sistema con que se hace cómputo- no permite hacer uso completo de las capacidades de procesamiento del sistema, afirma Salvador Venegas Andraca, presidente de la Sociedad Mexicana en la Universidad de Oxford, Reino Unido, y merecedor del Premio a Estudiantes Internacionales que otorga el Consejo Británico (British Council).
Para que quede claro: el propósito de la computación cuántica es utilizar las teorías de la mecánica cuántica y de la computación para incrementar dramáticamente la capacidad de los ordenadores para procesar información y resolver problemas. Y la investigación doctoral de Venegas Andraca consiste en estudiar la forma en que la física cuántica se puede emplear para la creación de nuevos algoritmos. En respuesta a un cuestionario vía correo electrónico, confiesa que, a largo plazo, le interesa comprender las capacidades y límites fundamentales de diferentes modelos de computación, para entender la forma en que las propiedades fundamentales de la naturaleza pueden ser utilizadas para propósitos de cómputo.
El estudiante mexicano mantiene tres líneas de investigación: uso de "caminatas" cuánticas para la creación de algoritmos cuánticos, es decir, sistemas de varias partículas -cuya descripción está dada por las leyes de la mecánica cuántica- que "brincan", o cambian de estado, a intervalos regulares y, al medirse, generan una distribución de probabilidad. Las caminatas aleatorias clásicas son utilizadas en la ciencia de la computación para diseñar algoritmos poderosos, así que el uso de caminatas cuánticas se emplearía para la invención de algoritmos aún más rápidos.
También investiga las propiedades y límites de diversos modelos de computación. El modelo clásico, que define las propiedades de las computadoras actuales -la llamada Máquina Turing-, es muy poderoso, pero no único. El investigador sostiene que, hoy por hoy, no se sabe cuáles son los límites fundamentales de la capacidad de cómputo que ofrece la naturaleza. Y, finalmente, la simulación de algoritmos cuánticos. Actualmente la creación de computadoras cuánticas es tema de investigación en laboratorios públicos y privados europeos, estadunidenses y canadienses y, por lo tanto, faltan años para que las computadoras cuánticas estén disponibles comercialmente.
Colaborador de las universidades de Oxford y York, así como del University College of London, en el Reino Unido, y de la Universidad Autónoma de Yucatán, en México, Venegas Andraca sostiene que el software que resulte de sus investigaciones y de otras podrá ser utilizado en varias ramas de la investigación en física, por ejemplo, en simulación de experimentos de interferometría atómica. Estas investigaciones también son realizadas por las más importantes empresas trasnacionales en tecnología, como Lucent Technologies, Hewlett Packard, IBM y Fujitsu.
En vista de la temprana edad de la computación cuántica, y de la complejidad de su estudio -para hacer investigación en esta disciplina se requieren conocimientos de mecánica cuántica y de teoría de la computación-, los resultados experimentales re-quieren de una inversión considerable de tiempo y recursos para convertirse en realidades industriales, en tanto que otras ramas del área se encuentran en la etapa de transición del laboratorio a la manufactura.
Uno de los avances en la computación cuántica es la transición del laboratorio a la industria. Uno de los resultados más avanzados de esta disciplina es la codificación o encriptación segura de datos utilizando propiedades físicas de la materia. Hasta ahora los sistemas de criptografía han sustentado su seguridad en conjeturas matemáticas que, a pesar de su complejidad, en principio son violables si se cuenta con el equipo adecuado, el personal indicado y algo de suerte. Con la llegada de la criptografía cuántica, la transmisión de datos se vuelve un proceso totalmente seguro, al hacer que la privacidad de la información dependa de los principios de la física cuántica.
Aquí se pueden incluir la codificación de cuentas bancarias o tarjetas de crédito además de datos estrictamente personales, e inclusive información confidencial de carácter militar almacenada en computadoras. Por ello, dice el investigador, esta disciplina resultará de vital importancia para los gobiernos, debido a que su creación implica escenarios de vulnerabilidad nunca imaginados. A los ciudadanos comunes y corrientes, la computación cuántica les permitirá "correr" algoritmos cuánticos mucho más rápidos que los desarrollados a la fecha, por ejemplo, algoritmos de Grover, para la búsqueda de datos en listas desordenadas, y algoritmos de Shor, para la factorización de números enteros arbitrariamente largos.
Importante, no rezagarse en investigaciones, señala
Este tipo de investigaciones, como ya se dijo, son desarrolladas a nivel mundial. Por ello el investigador subraya la importancia de que México cuente con cuadros de investigadores que estudien y resuelvan problemas básicos y de aplicación de este campo, ya que los mercados de computación y de las comunicaciones en el siglo XXI tendrán componentes cada vez más importantes de esta nueva disciplina. Venegas Andraca subraya que con su investigación puede y desea cooperar para que México entre en el circuito de los países que tendrán el liderazgo en la creación de conocimientos sobre esta disciplina. Con ello esperar ganar un lugar en la vida pública nacional en su calidad de científico, y coadyuvar en el surgimiento de vínculos entre la industria y la academia para la generación de riqueza.
Venegas Andraca es egresado del Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey (ITESM) campus estado de México. Siendo profesor de medio tiempo en ese plantel organizó en 1999, junto con otros colegas, una escuela de verano sobre robótica y visión computacional en la Universidad de Oxford. Allí solicitó su ingreso a la universidad, reconocida a nivel mundial. Así, en 2002 regresó en calidad de estudiante, donde realizó una maestría en visión computacional y, desde abril de 2002, con una beca del Consejo Nacional para la Ciencia y la Tecnología, efectúa estudios doctorales en computación cuántica.