IBM presenta un procesador cu¨¢ntico cuya potencia ya no puede ser simulada por ordenadores convencionales

El desarrollo de la computaci¨®n cu¨¢ntica, llamada a revolucionar la inform¨¢tica tal y como la conocemos al disparar exponencialmente la capacidad de c¨¢lculo de las m¨¢quinas, est¨¢ experimentando avances notables en los ¨²ltimos a?os. El ¨²ltimo lo protagoniza IBM: la empresa estadounidense presentar¨¢ este martes, en un evento propio, Eagle, su procesador cu¨¢ntico de 127 bits cu¨¢nticos, o qubits. Su potencia duplica la de Zuchongzhi, desarrollada por ingenieros de la Universidad de Ciencia y Tecnolog¨ªa de China y la Universidad Tsinghua de Pek¨ªn y que hasta ahora era la m¨¢s avanzada y que, seg¨²n publicaron sus creadores en la revista Science, hab¨ªa logrado resolver en unos tres minutos un problema de generaci¨®n de n¨²meros aleatorios en el que los superordenadores cl¨¢sicos m¨¢s potentes del planeta habr¨ªan invertido 600 millones de a?os.

El nuevo procesador de IBM tiene la capacidad de pulverizar esa marca. ¡°Eagle es un hito porque supera la barrera de los 100 qubits. Ha llegado ya al l¨ªmite en el que ya no se puede simular su potencia de c¨¢lculo con procesadores cl¨¢sicos¡±, dice por videollamada Zaira Nazario, responsable t¨¦cnica de Teor¨ªa y Aplicaciones de Computaci¨®n Cu¨¢ntica de la empresa. Seg¨²n la propia compa?¨ªa, el n¨²mero de bits cl¨¢sicos necesarios para igualar la potencia de c¨¢lculo del procesador de 127 qubits supera el n¨²mero total de ¨¢tomos en los m¨¢s de 7.500 millones de personas vivas en la actualidad.

El avance es importante, pero todav¨ªa estamos lejos de que los ordenadores cu¨¢nticos lleven a la inform¨¢tica hasta un nivel desconocido. Para eso har¨¢ falta que su potencia ronde el mill¨®n de qubits. ¡°La llegada del procesador Eagle es un paso importante hacia el d¨ªa en que las computadoras cu¨¢nticas puedan superar a las computadoras cl¨¢sicas en niveles significativos¡±, contextualiza el espa?ol Dar¨ªo Gil, vicepresidente de IBM y director de investigaci¨®n, en un comunicado. La tecnol¨®gica pretende tener listo el a?o que viene un nuevo procesador de 433 qubits y, para 2023, otro de 1.121.

IBM y Google lideran la carrera por producir el primer ordenador cu¨¢ntico de uso comercial, competici¨®n en la que tambi¨¦n participan otras empresas como Microsoft o Intel. Eso en el plano empresarial, porque en el geopol¨ªtico el partido lo juegan EE UU y China con Europa como observadora. Siguiendo con esta lectura, EE UU se puede anotar un tanto, aunque tiene todas las papeletas de perder el encuentro. Las cifras son tozudas cuando hablamos de inversi¨®n en I+D. Y el desembolso de China no tiene rival: entre 2017 y 2020 aport¨® unos 10.000 millones de d¨®lares a los programas de computaci¨®n cu¨¢ntica de sus centros de investigaci¨®n. EE UU quiere dedicar 1.200 millones hasta 2023, mientras que la UE pondr¨¢ 1.000 millones hasta 2026.

F¨ªsica te¨®rica convertida en tecnolog¨ªa

Como su nombre indica, la computaci¨®n cu¨¢ntica aprovecha la naturaleza cu¨¢ntica fundamental de la materia a niveles subat¨®micos para ofrecer la posibilidad de una potencia de c¨¢lculo enormemente mayor. Los ordenadores convencionales trabajan con un sistema binario: el de los d¨ªgitos 0 y 1 (de ah¨ª el t¨¦rmino digital). Esos 0 y 1, los bits, se traducen en el mundo f¨ªsico en peque?as corrientes el¨¦ctricas que se producen en los transistores. En un chip moderno de ¨²ltima generaci¨®n hay miles de millones de transistores, capaces de realizar complejas operaciones en segundos. Pero, por m¨¢s que avance la miniaturizaci¨®n, llegar¨¢ un momento en el que no se puedan meter m¨¢s transistores en un solo chip.

La computaci¨®n cu¨¢ntica derriba esas barreras f¨ªsicas con una propuesta que desaf¨ªa al entendimiento: en vez de usar transistores que puedan generar estados 0 o 1, utiliza los llamados bits cu¨¢nticos, o qubits, que pueden estar en 0 o 1 y tambi¨¦n en una superposici¨®n de ambos estados. Esa superposici¨®n de estados, as¨ª como otras propiedades como el entrelazamiento cu¨¢ntico, es lo que posibilita una capacidad de computaci¨®n exponencialmente mayor (el n¨²mero de operaciones crece de forma exponencial, dos elevado a n). Con dos qubits se pueden hacer cuatro operaciones; con 10, 1.024, y as¨ª sucesivamente.

El desarrollo de la infraestructura necesaria para alojar y explotar los qubits es complej¨ªsimo. Emplean microondas, trampas de iones o anillos superconductores. Los ingenieros han tenido que afrontar problemas como la refrigeraci¨®n del procesador (los qubits necesitan operar en temperaturas cercanas al cero absoluto, -273 grados) o el aislamiento total de su entorno, en tanto que cualquier interacci¨®n (como el ruido) puede desestabilizarlos.

Es dif¨ªcil saber hasta d¨®nde llegar¨¢n estos nuevos ordenadores si se siguen perfeccionando. Por lo pronto, se espera de ellos que impulsen significativamente la investigaci¨®n de nuevos materiales, el desarrollo de medicamentos, la exploraci¨®n del universo o que resuelvan problemas relacionados con el aprendizaje autom¨¢tico (machine learning), la t¨¦cnica de inteligencia artificial m¨¢s prometedora del momento.

La criptograf¨ªa que se usa hoy en d¨ªa quedar¨ªa al descubierto cuando la computaci¨®n cu¨¢ntica alcance cierto estado de madurez. ¡°Si creas una tecnolog¨ªa revolucionaria tambi¨¦n tienes la responsabilidad de mitigar los riesgos que trae consigo¡±, opina Nazario. ¡°En este caso se han desarrollado otros mecanismos criptogr¨¢ficos que la computaci¨®n cu¨¢ntica no puede romper. Las instituciones que quieran mantener a salvo sus datos durante d¨¦cadas deber¨ªan apostar ya por esos m¨¦todos¡±.

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