Dos hitos aceleran la carrera por la computaci¨®n cu¨¢ntica

Los?logros recientes en computaci¨®n cu¨¢ntica anunciados a trav¨¦s de una filtraci¨®n involuntaria de Google y la puesta en servicio este 15 de octubre de un ordenador de IBM con 53 qubits (hasta ahora dispon¨ªa de modelos de 20 qubits, o bits cu¨¢nticos) han vuelto a poner el foco en una carrera en la que tambi¨¦n participan otras empresas como Microsoft, Honeywell, Rigetti Computing, IonQ, Intel y NTT. ¡°Pero a¨²n estamos lejos. Ahora mismo, un computador personal cu¨¢ntico no es viable porque ni hay capacidad tecnol¨®gica ni es el objetivo de esta tecnolog¨ªa¡±, advierte Jos¨¦ Luis Salmer¨®n, catedr¨¢tico de Sistemas de Informaci¨®n e Inform¨¢tica de Gesti¨®n de la Universidad Pablo de Olavide.

Salmer¨®n coincide en que los avances de Google e?IBM son hitos de esta carrera ¡°para hacer viable la computaci¨®n cu¨¢ntica en un entorno de producci¨®n¡±, aunque a¨²n no se puede hablar de computaci¨®n cu¨¢ntica plenamente operativa. No obstante, s¨ª pueden simularse ordenadores que nos acercan a este modelo que permitir¨¢ hacer, seg¨²n el documento de Google publicado y retirado, en 200 segundos operaciones que precisar¨ªan 10.000 a?os en un ordenador convencional.

Ese camino se ha iniciado en el New Digital Business del BBVA, en el que tambi¨¦n colabora Salmer¨®n como lead data scientist. Esos algoritmos cu¨¢nticos se est¨¢n utilizando en el procesamiento de informaci¨®n financiera. Pero tambi¨¦n queda un enorme camino por recorrer en los ¨¢mbitos de la medicina, la farmacia, los materiales, la gen¨¦tica, la ingenier¨ªa, la bioqu¨ªmica, la inteligencia artificial, la rob¨®tica y cualquier disciplina que precise de una ingente cantidad de datos con los que resolver m¨¢s problemas y m¨¢s complejos.

¡°No se trata de hacer lo mismo en menos tiempo¡±, advierte Salmer¨®n, quien cree que el ordenador cu¨¢ntico est¨¢ muy lejos de llegar al usuario medio porque, entre otras cosas, es innecesario para las labores cotidianas. ¡°Pero el usuario s¨ª se beneficiar¨¢ porque muchos servicios a los que recurra s¨ª lo utilizar¨¢n, sin contar las investigaciones cient¨ªficas que podr¨¢n avanzar al disponer de una herramienta m¨¢s potente que cualquier supercomputadora existente¡±, afirma en referencia a este potencial denominado ¡°supremac¨ªa cu¨¢ntica¡±.

Esta carrera es internacional: Estados Unidos, China, Francia, Alemania, Jap¨®n y Rusia cuentan con programas nacionales propios de supercomputaci¨®n.

?Qu¨¦ se ha conseguido?

El informe Supremac¨ªa cu¨¢ntica usando un procesador superconductor programable fue publicado y retirado casi de inmediato, pero lleg¨® a manos de The Financial Times, que public¨® una copia del mismo. En este experimento se utiliz¨® el procesador cu¨¢ntico Sycamore para demostrar que las cifras creadas por un generador de n¨²meros aleatorios eran verdaderamente aleatorias. Los resultados los compararon con el tiempo que emplear¨ªa la mayor supercomputadora del mundo, conocida como Summit, en realizar los mismos c¨¢lculos y determinaron que habr¨ªa precisado de 10.000 a?os.

La clave es que la computaci¨®n empleada por Google utiliza una ¡°puerta cu¨¢ntica¡±, el equivalente a las puertas l¨®gicas que usan los ordenadores convencionales, pero con infinita m¨¢s capacidad. Entre otras propiedades, permite procesar la informaci¨®n no con el sistema binario de 1 y 0, sino con una combinaci¨®n simult¨¢nea de ambos y de forma reversible o con influencia mutua, un fen¨®meno conocido como entrelazamiento. Salmer¨®n intenta simplificarlo al m¨¢ximo para hacerlo comprensible. ¡°Con un ordenador convencional obtenemos una fotograf¨ªa en blanco y negro. Con el cu¨¢ntico, disponemos de una enorme cantidad de escala de grises¡±. El resultado es un incremento exponencial de la capacidad de procesamiento.

¡°El logro de Google es un hito inicial, pero combinado con otras estrategias puede ser muy importante¡±, advierte el catedr¨¢tico de la Pablo de Olavide. Entre los retos que se encuentra la computaci¨®n cu¨¢ntica est¨¢n desde los meramente f¨ªsicos ¡ªel proceso puede verse alterado por vibraciones o cambios de temperatura¡ª hasta los propios de la programaci¨®n.

IBM

IBM anunci¨® este septiembre la pr¨®xima apertura de su Centro de Computaci¨®n Cu¨¢ntica de Nueva York para actividades comerciales y de investigaci¨®n. A partir de este mes, la multinacional contar¨¢ con 14 sistemas, incluida una nueva computadora de 53 qubits, algo que la compa?¨ªa considera ¡°el sistema cu¨¢ntico m¨¢s grande disponible para acceso externo hasta la fecha¡±.

Al nuevo sistema podr¨¢n acceder 150.000 usuarios de 80 clientes comerciales, instituciones acad¨¦micas y laboratorios de investigaci¨®n que han generado desde 2016 m¨¢s de 200 art¨ªculos cient¨ªficos y 14 millones de experimentos.

"Nuestra estrategia, desde que pusimos la primera computadora cu¨¢ntica en la nube en 2016, fue mover la computaci¨®n cu¨¢ntica m¨¢s all¨¢ de los experimentos de laboratorio aislados realizados por un pu?ado de organizaciones y ponerla en manos de decenas de miles de usuarios", explica Dar¨ªo Gil, director de IBM Research.