L¡¯espanyol que va dissenyar la fita m¨¦s important de la computaci¨® qu¨¤ntica

Un ordinador qu¨¤ntic pot funcionar millor que un supercomputador convencional. Aquesta frase, tan senzilla d'escriure, ¨¦s una proesa que ha portat d¨¨cades de feina i contribucions de dotzenes d'investigadors. La comunitat cient¨ªfica intu?a que es podia aconseguir, per¨° ning¨² havia creuat aquesta frontera. El pioner que va planejar el cam¨ª ¨¦s un inform¨¤tic qu¨¤ntic espanyol de Google, Sergio Boixo: ¡°Estem explorant noves fronteres cient¨ªfiques on mai hem fet experiments, ens sentim pioners¡±, diu en conversa amb EL PA?S des de Mountain View (Calif¨°rnia).

La computaci¨® qu¨¤ntica ha viscut una de les setmanes m¨¦s mogudes de la seva hist¨°ria. L'equip de Google ha anunciat oficialment que ha aconseguit la supremacia qu¨¤ntica: aconseguir que un ordinador qu¨¤ntic faci en uns minuts una cosa que a un superordinador convencional li comportaria milers d'anys. El seu gran competidor comercial, IBM, ha posat en dubte la magnitud de la troballa, per¨° a la comunitat cient¨ªfica hi ha pocs dubtes que el pas ¨¦s una fita indubtable en aquest camp. ¡°L'assoliment cient¨ªfic ¨¦s enorme si es mant¨¦, i crec que ho far¨¤¡±, va dir Scott Aaronson, cient¨ªfic de computaci¨® de la Universitat de Texas, en un article a?Nature.

"Vol¨ªem demostrar que un ordinador qu¨¤ntic pot ser m¨¦s r¨¤pid que els majors superordenadores"

¡°Vaig dissenyar la part te¨°rica de l'experiment¡±, explica Boixo. ¡°Hi vam comen?ar a treballar fa uns quatre anys. Vol¨ªem demostrar que un ordinador qu¨¤ntic fonamental pot ser m¨¦s r¨¤pid que els millors superordinadors del m¨®n¡±. Cap hum¨¤ havia fet abans una cosa aix¨ª. ?s com mirar el futur des d'un lloc on tot el que hi ha davant ¨¦s foscor. Boixo portava la llanterna per trobar el cam¨ª: ¡°Has de dissenyar una mesura per comprovar que l'ordinador qu¨¤ntic funciona b¨¦. ?s dif¨ªcil quan est¨¤s construint ordinadors qu¨¤ntics cada vegada m¨¦s potents per fer alguna cosa que no s'ha fet mai¡±, afegeix.

Quan alg¨² est¨¤ a la frontera del que coneix, per definici¨® no sap qu¨¨ hi ha m¨¦s enll¨¤. De fet pot haver-hi ¡°sorpreses fonamentals¡±, una paret impenetrable que hi ¨¦s per la naturalesa: ¡°Segons totes les teories que coneixem i els desenvolupaments dels pioners de la computaci¨® qu¨¤ntica, no coneix¨ªem cap obstacle. No obstant aix¨°, a mesura que avances en els experiments i apliques teories cient¨ªfiques on mai s'han aplicat sempre hi ha la possibilitat que hi hagi una sorpresa fonamental¡±.

La magnitud dels experiments que manejava l'equip de Boixo ¨¦s un salt extraordinari respecte a labors pr¨¨vies

Un dia, de fet, van sentir que alguna cosa aix¨ª podia estar passant. "Quan comen?¨¤vem a recollir dades i vol¨ªem veure una corba predita per la teoria, de sobte les dades experimentals van comen?ar a baixar i en aquell moment una de les opcions que vam pensar ¨¦s que potser l'experiment no funcionava. En el pitjor dels casos ens trobem nova f¨ªsica, vam pensar. Per¨° ho d¨¨iem una mica de broma, en realitat est¨¤vem preocupats per si no sortia", explica.

La magnitud dels experiments amb qu¨¨ treballava l'equip de Boixo ¨¦s un salt extraordinari respecte de les tasques pr¨¨vies: "Els experiments anteriors han demostrat que la computaci¨® qu¨¤ntica funciona amb una complexitat de mil estats i en aquest experiment hem explorat una dimensi¨® de 10 bilions d'estats. Hem mogut l'ordre de complexitat per un factor de 10.000 milions i s'ha de comprovar experimentalment".

Boixo, que t¨¦ el t¨ªtol oficial de cap cient¨ªfic de teoria de computaci¨® qu¨¤ntica, era el cap dels programadors de l'ordinador de Google, per¨° l'aparell en si estava a Santa Barbara. Boixo havia creat les "instruccions", per¨° el "vehicle" experimental que li permetia avan?ar l'havia fet un altre equip de Google.

Boixo va arribar a Google el 2013 i va ser nom¨¦s el segon o tercer membre de l'equip de computaci¨® qu¨¤ntica, que t¨¦ la seu a Los Angeles. La unitat era te¨°rica per¨°, en ser Google, de seguida van pensar que calia posar-ho en pr¨¤ctica. Aqu¨ª ¨¦s quan van fitxar l'equip de John Martinis a Santa Barbara, perqu¨¨ "tenien bits qu¨¤ntics amb molt bona qualitat". Els bits qu¨¤ntics (o qubits) s¨®n la unitat que mesura la capacitat d'un ordinador qu¨¤ntic.

El viatge de Boixo fins al cim qu¨¤ntic va comen?ar a Le¨®n el 1973. A la seva fam¨ªlia hi havia tradici¨®: el seu pare, Ignacio, s'encarrega de sensibilitzar la plantilla del Banc d'Espanya sobre la import¨¤ncia de la ciberseguretat; el seu avi va ser un veterinari pioner a Le¨®n; la seva ¨¤via era una apassionada de la qu¨ªmica, i el seu oncle treballa en un centre d'investigaci¨® a Le¨®n. Ell tamb¨¦ va comen?ar aviat: ¡°Recordo llegir llibres cient¨ªfics de divulgaci¨® d'Isaac Asimov quan tenia 12 o 13 anys. A mesura que anava creixent anava llegint coses cada vegada m¨¦s t¨¨cniques¡±, explica.

¡°Sempre he tingut la vocaci¨®, per¨° tot en aquesta vida requereix esfor?¡±, afegeix. Una companya de la facultat evoca la motxilla de Sergio. Sempre anava amb llibres cient¨ªfics damunt, encara avui. El seu pare recorda dir-li en un viatge a un festival ¨¨tnic a C¨¤ceres: ¡°Sergio, no s¨¦ com pots continuar estudiant en aquestes condicions. S¨®n les dues del mat¨ª, tens nom¨¦s una llum que il¡¤lumina menys que un encenedor i aix¨° ¨¦s una discoteca¡±.

N¨²mero u en enginyeria

Aquesta mentalitat el va portar a ser el n¨²mero u de la primera promoci¨® d'Enginyeria Inform¨¤tica de la Complutense el 1996. La seva companya el recorda llegint el diari a classe. Boixo s'explica: ¡°Sempre m'ha agradat estudiar pel meu compte. Moltes vegades arribava a classe i ja havia llegit el llibre que tocava o un de semblant i de vegades estava al fons de classe, parava atenci¨® per¨° podia tenir un diari davant perqu¨¨ repassaven alguna cosa que ja havia llegit¡±, diu.

La seva faceta vocacional no li va tancar el pas a l'esport o a les bogeries de la joventut. Una vegada en poques setmanes va canviar de color de cabells i barba tres vegades: de groc intens a blau i despr¨¦s, morat. ¡°De tant de canvi em va caure el p¨¨l de la barba¡±, recorda. Mentre estudiava inform¨¤tica, es va llicenciar en Filosofia i Matem¨¤tiques per la UNED. Abans de tornar a la investigaci¨®, va passar per l'empresa privada i institucions p¨²bliques perqu¨¨ volia estalviar abans de comen?ar el doctorat. ¡°Vaig estar al Banc Central Europeu de pr¨¤ctiques. Em van oferir una feina estupenda, per¨° jo volia perseguir inquietuds m¨¦s cient¨ªfiques. Si m'hi quedava, aquesta seria la meva traject¨°ria professional¡±, diu.

Abans de comen?ar el doctorat a la Universitat Aut¨°noma de Bellaterra (Barcelona), Boixo va viure prop d'un any a Egipte. Volia viure en altres cultures abans de casar-se. Durant la conversa destaca el suport rebut de la seva dona durant els dif¨ªcils inicis de la seva carrera acad¨¨mica, amb qui t¨¦ tres fills. Per¨° Boixo insisteix tamb¨¦ a recordar el paper d'altres investigadors qu¨¤ntics espanyols: Dar¨ªo Gil, avui el seu competidor a IBM; Ignacio Cirac, director de l'Institut Max Planck d'?ptica Qu¨¤ntica, o Diego Porras i Juanjo Garc¨ªa Ripoll, del CSIC.

A Barcelona, va aprendre f¨ªsica qu¨¤ntica amb el professor Albert Bramon: ¡°Me'n va ensenyar a l'estiu, durant el seu temps lliure. Em va dir que em lleg¨ªs un llibre i que l'an¨¦s a veure a les tardes¡±, diu. Al cap d'un any, li van donar una beca de La Caixa i el 2004 va viatjar als Estats Units i no en va tornar. Va anar al California Institute of Technology amb John Preskill, que va ser qui va encunyar el concepte de supremacia qu¨¤ntica. Despr¨¦s d'un any a Harvard, va tornar de nou a la Universitat de Southern California, on va treballar amb una m¨¤quina considerada el primer processador qu¨¤ntic comercial. ¡°Jo vaig ser el primer programador qu¨¤ntic que van contractar per treballar amb un processador aix¨ª¡±, recorda. I aix¨ª continua, sent un pioner.