Google bate el r¨¦cord de computaci¨®n cu¨¢ntica gracias a una idea espa?ola

Ej¨¦rcitos, universidades y las mayores empresas tecnol¨®gicas del planeta compiten desde hace a?os por construir el ordenador m¨¢s potente del mundo. Se trata de una nueva generaci¨®n de computadores que aprovechan las extra?as propiedades de la f¨ªsica cu¨¢ntica, como que una part¨ªcula pueda estar en dos sitios a la vez. Esto los puede hacer imposibles de hackear y millones de veces m¨¢s potentes que los ordenadores convencionales, por lo que los expertos creen que podr¨¢n resolver problemas imposibles de abordar en la actualidad.

La pasada semana, un equipo de cient¨ªficos de la Universidad del Pa¨ªs Vasco (UPV) y los responsables del laboratorio de computaci¨®n cu¨¢ntica de Google en Santa B¨¢rbara (California) anunciaron la creaci¨®n de un nuevo ordenador cu¨¢ntico que supera un importante problema en el desarrollo de estas m¨¢quinas. Hasta ahora los mayores computadores cu¨¢nticos son anal¨®gicos. Estos ordenadores ya est¨¢n a la venta por unos 15 millones de d¨®lares.

En 2013, Google adquiri¨® junto a la NASA uno de estos ordenadores. ¡°Para Google estas m¨¢quinas son estrat¨¦gicas, su objetivo es que puedan resolver problemas de inteligencia artificial, sobre todo para el reconocimiento de im¨¢genes, pues sus algoritmos actuales dan problemas que creen que pueden resolver con un ordenador cu¨¢ntico¡±, explica Enrique Solano, responsable del grupo de Tecnolog¨ªa Cu¨¢ntica para Ciencia de la Informaci¨®n de la UPV. En verano de 2014 su equipo comenz¨® a trabajar con Google en Santa B¨¢rbara, primero en simulaci¨®n cu¨¢ntica digital y luego construyendo en sus instalaciones un ordenador cu¨¢ntico.

El gran problema de los ordenadores cu¨¢nticos actuales (anal¨®gicos) es que, al contrario que los PC, no pueden corregir errores. Y a medida que las m¨¢quinas van sumando m¨¢s bits (la mayor disponible tiene 1.000) tambi¨¦n pueden acumular m¨¢s fallos.

El nuevo dispositivo desarrollado por el equipo de Solano y Google ha partido de un peque?o ordenador cu¨¢ntico anal¨®gico y lo ha ¡°digitalizado¡±. Los detalles del instrumento se han publicado en Nature en un estudio firmado por casi una treintena de cient¨ªficos e ingenieros incluido John Martinis, jefe de computaci¨®n cu¨¢ntica de la empresa tecnol¨®gica.

Estos ordenadores pueden usarse para problemas muy complejos en econom¨ªa, demograf¨ªa, simulaci¨®n de pruebas nucleares, estudios de aerodin¨¢mica que no podr¨ªan hacerse en ning¨²n t¨²nel de viento existente¡­

El ordenador tiene nueve bits cu¨¢nticos (qubits) conectados por 1.000 puertas l¨®gicas, cada una capaz de realizar una operaci¨®n elemental. Para lograr que los qubits aprovechen el potencial de la mec¨¢nica cu¨¢ntica hay que enfriarlos hasta rozar el cero absoluto, 273 grados bajo cero. El instrumento ha permitido realizar la operaci¨®n de computaci¨®n cu¨¢ntica m¨¢s compleja jam¨¢s realizada, asegura Solano. ¡°El anterior r¨¦cord estaba en cuatro bits y 300 puertas l¨®gicas, pero lo m¨¢s importante es que este sistema s¨ª es capaz de corregir errores¡±, asegura.

Esta nueva tecnolog¨ªa puede aplicarse a cualquier problema con una gran cantidad de datos, desde el dise?o de nuevas mol¨¦culas a la simulaci¨®n de todos los ¨¢tomos que conforman el ala de un avi¨®n. Grandes empresas como IBM o Airbus ya est¨¢n trabajando con ordenadores cu¨¢nticos y la Uni¨®n Europea acaba de lanzar un gran proyecto de investigaci¨®n de 1.000 millones de euros para desarrollar nuevas tecnolog¨ªas cu¨¢nticas.

¡°Estos ordenadores pueden usarse para problemas muy complejos en econom¨ªa, demograf¨ªa, simulaci¨®n de pruebas nucleares sin necesidad de explosiones, estudios de aerodin¨¢mica que no podr¨ªan hacerse en ning¨²n t¨²nel de viento existente¡­¡±, explica Solano. ¡°Casi todos estos problemas se basan en las mismas ecuaciones no lineales que los ordenadores comunes no pueden atacar y estos s¨ª¡±, resalta.

Juan Jos¨¦ Garc¨ªa-Ripoll, experto en computaci¨®n cu¨¢ntica del CSIC, destaca el valor de este nuevo tipo de ordenadores. ¡°Lo que han hecho es construir un miniordenador cu¨¢ntico digital que lleva adem¨¢s un programa que act¨²a sobre los qubits y da la soluci¨®n a un problema¡±, resalta. Aunque los ordenadores anal¨®gicos son m¨¢s f¨¢ciles de construir, este otro tipo puede ¡°mejorar la calidad de los futuros ordenadores cu¨¢nticos¡±, resalta.

El siguiente reto del equipo de Solano junto a Google ser¨¢ desarrollar un ordenador cu¨¢ntico digital de 40 qubits.