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Casos de éxito

Wells Fargo se prepara para dar un salto cuántico

[29/06/2022] Wells Fargo conoció el potencial de la computación cuántica en el 2019. En ese momento, la compañía de servicios financieros estaba explorando la criptografía post-cuántica, y ya tenía relaciones de investigación con instituciones académicas que trabajaban en la investigación de la IA. Cuando IBM comenzó a trabajar en su red de investigación de computación cuántica, Wells Fargo decidió explorar las posibilidades.

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"Cuando empezamos a analizar los enfoques de la criptografía poscuántica y lo que la cuántica puede ofrecer en general, se hizo evidente que existen casos de uso potenciales en los que se podría aplicar la cuántica para realizar determinadas transacciones de una forma exponencialmente más eficiente", afirma Chintan Mehta, director de información de tecnología digital e innovación de Wells Fargo. El equipo también encontró problemas en la ciencia de la computación que las computadoras clásicas no pueden resolver en un tiempo razonable, y que potencialmente podrían resolverse utilizando técnicas cuánticas. "Vimos una línea de visión para resolver problemas matemáticos que supondría una gran amplificación de la productividad", recuerda Mehta.

En la actualidad, Wells Fargo colabora con el grupo de investigación del MIT-IBM para explorar y probar los cálculos matemáticos mediante el uso de la cuántica. Entre los experimentos se encuentran nuevas aproximaciones a las matemáticas vectoriales y al álgebra lineal generalizada. Un ejemplo de uso: El recálculo rápido de los precios de un gran libro de operaciones realizado en paralelo y de forma más eficiente utilizando el ecosistema de la computación cuántica. Otros casos de uso en el sector financiero incluyen el aprovechamiento de las capacidades de modelado de datos de la computación cuántica, para manejar las complejas estructuras de datos sobre las que se construyen los sistemas de detección de fraudes. Los mecanismos de detección de fraudes poco fiables contribuyen en parte a los periodos de espera de semanas para dar de alta a los clientes. Se espera que la computación cupantica reduzca drásticamente los tiempos de procesamiento.

Mehta subraya que Wells Fargo se está centrando en los aspectos utilitarios de la computación cuántica. "Estamos participando en la investigación cuántica para ayudar a validar los casos de uso en la industria de los servicios financieros que se beneficiarán de la computación cuántica; no estamos haciendo investigación puramente fundamental, como, por ejemplo, cómo construir una infraestructura física cuántica", explica.

La promesa de la cuántica

La informática tradicional se basa en la aritmética binaria, que los transistores pueden manejar fácilmente. Las computadoras convencionales han avanzado a base de meter más transistores en circuitos integrados cada vez más pequeños.

La computación cuántica cambia las reglas del juego al utilizar algo llamado qubit (el equivalente cuántico de un bit) que puede adoptar múltiples estados, no solo el 0 o el 1 binario. La potencia de los sistemas cuánticos crece exponencialmente, lo que significa que un sistema teórico de 200 qubits sería 2.200 veces más potente que uno con 100 qubits.

Así, las computadoras cuánticas son capaces de enfrentarse a problemas que las computadoras tradicionales simplemente no tienen la capacidad de resolver, como los que tienen multivariantes complejas basadas en la probabilidad y el modelado de escenarios hipotéticos. Esto puede ayudar a evitar problemas como los que se crean cuando las aplicaciones de asistencia al conductor sugieren alternativas a rutas congestionadas que luego se convierten en la fuente de nuevos atascos. La optimización del tráfico con tecnología cuántica evita ese problema al calcular todas las posibilidades a la vez.

Una gran red neuronal, que está bajo el capó de muchos cálculos avanzados en todas las industrias, depende de los cálculos de álgebra lineal para entrenar miles de millones de nodos. "Quantum acelera exponencialmente eso", señala Mehta, "los tiempos totales de construcción de la red pasan de días a minutos".

Incógnitas conocidas

A pesar de lo prometedor de la tecnología cuántica, uno de los retos de trabajar con ella son las numerosas incógnitas, afirma Mehta. "La estabilidad de esas operaciones, la expectativa que tiene la humanidad sobre la repetibilidad de una construcción computacional, es algo que falta fundamentalmente en la cuántica. Se puede ejecutar un cálculo varias veces y obtener potencialmente respuestas diferentes cada vez". Eso es una fuente de cierta preocupación. "Estamos en ese espacio en el que la simulación ha ido mucho más allá que la computadora cuántica física real", anota Mehta.

La otra incógnita es si la tecnología dará los resultados previstos. Mehta compara la inteligencia cuántica con la artificial: "Con la inteligencia artificial sabíamos que la tecnología funcionaba; la incógnita era si un usuario podía estar seguro de que un modelo concreto funcionaba en su entorno empresarial", dice. "Con la cuántica, la probabilidad de fracasar es mayor porque no has probado nada, y no hay una línea de base común con la que medir el éxito".

¿Cómo sería el éxito para Wells Fargo? "Va a ser un caso de hitos alcanzados en contraposición a resultados muy específicos", sostiene Mehta. "¿Puedo hacer múltiples simulaciones? ¿Transformaciones de Fourier? ¿Cálculo diferencial? Los hitos medirán cuándo pasamos de las matemáticas discretas muy básicas a [cálculos] más sofisticados".

El objetivo final para Wells Fargo es "una sólida biblioteca de capacidades matemáticas sobre la que se pueda construir un caso de uso", anota Mehta.

Sentar las bases

Dado que el éxito en la computación cuántica consiste en tachar una lista sistemáticamente, Mehta aconseja a las empresas que se comprometan con un programa de baja intensidad, pero a largo plazo. "No se puede dedicar todo el gasto discrecional a esto, pero hay que investigar con constancia", aconseja. La recompensa es enorme, pero puede tardar mucho tiempo en llegar".

James Sanders, analista de 451 Research, también aconseja tener paciencia y jugar a largo plazo. Sanders, que forma parte de la práctica de S&P Global Market Intelligence de 451, dice que las empresas deben empezar a crear software ahora.

"Ahora es el momento de empezar a investigar qué problemas potenciales de negocio no puede resolver su empresa hoy en día debido a la falta de potencia informática", señala Sanders. "Es el momento de desempolvarlos de la estantería y preguntarse si estos problemas pueden ser manejados a través de la computación cuántica".

Ese proceso de evaluación del panorama es el primero de un conjunto de recomendaciones en cinco etapas de la consultora tecnológica Capgemini sobre cómo las organizaciones pueden prepararse para la ventaja cuántica. "La evaluación es una parte fundamental; es necesario involucrar a los científicos de datos y a los expertos en negocios para identificar los problemas de su industria y de su organización que no pueden ser resueltos con las computadoras tradicionales, y que tienen el potencial de ser resueltos con la computación cuántica", indica Satya Sachdeva, vicepresidente de insights y datos de Capgemini.

Otras recomendaciones de la empresa son: crear un pequeño equipo de expertos, traducir los casos de uso más potentes en experimentos cuánticos a pequeña escala, establecer asociaciones a largo plazo con proveedores de tecnología para superar los obstáculos técnicos y desarrollar una estrategia a largo plazo para ampliar la base de conocimientos.

Las empresas que quieren empezar a trabajar tienen muchas opciones, señala Lian Jye Su, analista principal de la empresa de inteligencia tecnológica global ABI Research. "Los actores de la nube pública, como Alibaba, Amazon, Google e IBM, ofrecen a los investigadores servicios para ejecutar remotamente programas y experimentos cuánticos", afirma Su. Los desarrolladores pueden ahora construir aplicaciones cuánticas utilizando Qiskit de IBM, Cirq de Google, Amazon Braket y otros, que son "bibliotecas de código abierto diseñadas para la optimización de circuitos cuánticos para aplicaciones cuánticas-clásicas o sólo cuánticas, incluyendo el aprendizaje automático", anota Su. "Todos estos servicios están disponibles en línea".

Ventaja de los pioneros

Aunque los expertos esperan que la computación cuántica y la clásica coexistan durante mucho tiempo en el futuro, con ciertos procesos descargados a la cuántica y luego devueltos al procesamiento convencional, ahora es el momento de que las empresas se lancen, señala Sachdeva. "Será una ventaja para los pioneros y, si se retrasa, se perderá esa ventaja", afirma.

En cuanto a Wells Fargo, mantiene su programa cuántico a fuego lento. Mehta dice que los CIOs tienen que mantener todos los proyectos de investigación avanzada al mismo tiempo. "Todavía tienes que seguir mejorando sus otras capacidades no cuánticas, ya sea la infraestructura especializada basada en la nube u otras tecnologías, en paralelo", anota Mehta. "En algún momento, cuando la cuántica se materialice y las [capacidades de computación] converjan, va a ser extremadamente disruptivo en un sentido positivo".

Ahora es el momento de prepararse para esa disrupción, como está haciendo Wells Fargo.

"Creemos que la cuántica está en una fase en la que la computación clásica estaba hace 30 o 40 años", señala Mehta. "Dicho esto, evolucionará mucho más rápido que todo lo que hemos visto antes. No comprometerse no es una opción. Será la tecnología que definirá el futuro".

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