Frente al fr¨ªo cu¨¢ntico: una soluci¨®n templada

Corre el a?o 1965, la sonda Ranger 8 completa su misi¨®n de fotografiar localizaciones para el alunizaje del programa Apollo y acto seguido, se estrella contra la Luna. En Espa?a entra en vigor la nueva Ley de Prensa e Imprenta, promovida por Manuel Fraga. Y en el Reino Unido se proh¨ªbe la publicidad de cigarrillos en televisi¨®n.

Ese mismo a?o, un joven ingeniero llamado Gordon Moore, trabajaba como director en los laboratorios Fairchild Semiconductor. Entonces observ¨® una tendencia en microelectr¨®nica que acabar¨ªa conoci¨¦ndose como la ley que llevar¨ªa su nombre: La ley de Moore. M¨¢s tarde, en 1968, crear¨ªa la empresa Intel junto con su compa?ero Robert Noyce.

Aunque no es una ley en el sentido cient¨ªfico, sino m¨¢s bien una observaci¨®n, sent¨® las bases del crecimiento tecnol¨®gico - y su abaratamiento-. Es aplicable a ordenadores personales y tel¨¦fonos m¨®viles, a pesar de que cuando se formul¨®, los microprocesadores no exist¨ªan y no lo har¨ªan hasta 1971. Dicha ley afirmaba que cada a?o el n¨²mero de transistores en un microprocesador se duplicar¨ªa. Como consecuencia de esta r¨¢pida evoluci¨®n, los precios bajar¨ªan al mismo tiempo que las prestaciones ir¨ªan en aumento.

Diez a?os despu¨¦s, en 1975, Moore bajaba el ritmo a dos a?os, modificando su propia ley. Y en 2007 determin¨® una fecha de caducidad, afirmando que en 10 o 15 a?os una nueva tecnolog¨ªa acabar¨ªa sustituyendo a la actual.

A la vista de este problema, y ante la necesidad de procesar datos masivos cada vez m¨¢s complejos, en Fujitsu, al igual que otras grandes empresas de tecnolog¨ªa como IBM, Microsoft o Google, empezaron a trabajar en lo relativo a la computaci¨®n cu¨¢ntica.

¡°La computaci¨®n convencional solo puede hacer una sola cosa a la vez con un grupo de datos. Y en la computaci¨®n cu¨¢ntica, gracias al llamado principio de superposici¨®n, la informaci¨®n puede tener m¨²ltiples estados al mismo tiempo.¡± David Snelling, director del programa de Inteligencia Artificial en Fujitsu nos explica los beneficios que esta tecnolog¨ªa supondr¨ªa para la sociedad y la transformaci¨®n digital empresarial, ya que la ley de Moore est¨¢ llegando a su l¨ªmite para mejorar el rendimiento de las computadoras.

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Pero tambi¨¦n habla de las dificultades que debe asumir: ¡°Los retos a los que se enfrenta la computaci¨®n cu¨¢ntica est¨¢n relacionados con el desarrollo de una tecnolog¨ªa que consiga hacerla funcionar. Requiere de una temperatura extremadamente baja, solo unos mili Kelvin por debajo del cero.¡± Y a?ade: ¡°Este ordenador del futuro es muy caro, y por el momento solo es capaz de resolver peque?os problemas. Esta es la verdadera situaci¨®n con la que nos encontramos en computaci¨®n cu¨¢ntica.¡±

Para solventar este muro tecnol¨®gico, Fujitsu ha desarrollado lo que ellos llaman Digital Annealer, algo a medio camino entre el presente y el futuro de la computaci¨®n:

¡°En Fujitsu hemos tomado un rumbo diferente. Decidimos coger algunas de las propiedades cu¨¢nticas y comprobar si pod¨ªamos imitarlas, tales como la superposici¨®n o el entrelazamiento.¡±

A diferencia de las computadoras cu¨¢nticas, esta arquitectura no necesita operar a una temperatura extremadamente baja, sino que funciona perfectamente a temperatura ambiente. De ah¨ª le viene el curioso nombre -Digital Annealer - cuya traducci¨®n literal ser¨ªa ¡°recocido digital¡±, entendiendo recocido no como un puchero sobrecalentado, sino como el tratamiento t¨¦rmico que sirve para tratar metales. El recocido consiste en calentar el metal hasta una determinada temperatura para despu¨¦s dejar que se enfr¨ªe lentamente, hasta alcanzar la temperatura ambiente. De esta manera se obtienen las deformaciones en los metales para aumentar la plasticidad, la ductilidad y la tenacidad del material.

El algoritmo imita estas propiedades con el siguiente ejemplo:

Tenemos un mont¨®n de piezas de diferentes formas (tipo Tetris) que queremos meter en una caja. Con el m¨¦todo tradicional de computaci¨®n, necesitar¨ªamos comprobar las diferentes posibilidades de encaje colocando las piezas una por una. Volviendo a empezar cada vez que esa combinaci¨®n no resultara ser correcta.

Por el contrario, en la ¡°simulaci¨®n templada¡±, ser¨ªa como si agit¨¢ramos con fuerza todas las piezas, para ir disminuyendo poco a poco dicho movimiento al mismo tiempo que va encontrando las formas que encajan, de forma mucho m¨¢s r¨¢pida.

¡°Hemos visto que funcionaba entre 300 y 1000 veces m¨¢s r¨¢pido que con un sistema convencional. Por lo que consigue tambi¨¦n entre 300 y 1000 veces m¨¢s rendimiento que las soluciones convencionales.¡± Snelling concluye: estamos muy entusiasmados por saber a d¨®nde nos podr¨¢ llevar.¡±

No obstante, el director del programa de Inteligencia Artificial de Fujitsu se manifiesta m¨¢s cauteloso en cuanto a este campo: ¡°Digital Annealer no es un acelerador de inteligencia artificial. No puedes coger un programa de IA y ponerlo en Digital Annealer¡±. Sin embargo, su contribuci¨®n s¨ª la considera importante: ¡°Se puede utilizar como parte de la segmentaci¨®n de la IA para resolver problemas muy desafiantes¡±.