Chip de uno de los ordenadores cuánticos de la marca canadiense D-Wave, que acapara el 90% del mercado mundial
En los últimos años han proliferado en el mercado diversos prototipos de este nuevo tipo de computación y sus prestaciones no dejan de crecer de camino hacia los ordenadores cuánticos universales. Una tecnología que provocará una profunda revolución industrial en la que España podría tener un papel relevante gracias a la cantera de talento desarrollada espontáneamente en los últimos años
¿Sabes lo que son 100 microsegundos? Son la fracción, de la fracción del tiempo que dura un parpadeo. Son casi nada, y sin embargo, en computación cuántica lo son casi todo. Es el tiempo que dura hoy día la magia de los cúbits, la versión cuántica de los bits que sustenta la promesa de esta nueva estirpe de ordenadores. A Google le bastaron unos microsegundos de esa magia para demostrar la llamada supremacía de los ordenadores cuánticos con su prototipo Sycamore: hacer en poco más de tres minutos un cálculo que a un ordenador convencional le habría costado 10.000 años.
Esa magia efímera es la semilla de la revolución que vendrá de la mano de esta nueva tecnología, según los expertos: permitirá a los bancos calcular mejor los riesgos de determinadas operaciones y reducir los tipos de interés; dará lugar a fármacos hasta ahora inimaginables para curar de forma sencilla graves enfermedades; hará posibles baterías más ligeras y con mayor autonomía, así como nuevos plásticos biodegradables...
CÓMO FUNCIONAN LOS ORDENADORES CUÁNTICOS
¿Pero en qué consiste exactamente el milagro cuántico de los cúbits que cada vez está más cerca de cambiar nuestro mundo? «El cúbit es el estado de excitación que se produce en un material superconductor al bajar mucho su temperatura», expone Manuel Pino, investigador ComFuturo del Instituto de Física Fundamental del CSIC. Lo explica midiendo cada palabra para sortear las minas terminológicas que harían la definición más precisa, pero también más incomprensible. Y cuando acaba, hace un segundo intento: «Es un loop superconductor en el que la corriente puede ir hacia la derecha o hacia la izquierda y el estado cuántico se produce cuando va en ambas direcciones a la vez».
Y en esa posibilidad de que la moneda caiga en cara y en cruz simultáneamente es donde radica la poderosa capacidad de cálculo de los ordenadores cuánticos: la información codificada en un cúbit permite la superposición de ceros y unos donde en los bits clásicos solo cabe una de las dos opciones.
Sin embargo, ese estado de gracia del cúbit solo se puede mantener unos microsegundos hoy día, lo que limita mucho el desarrollo y la comercialización de estos computadores. «Es muy difícil hacer un ordenador cuántico, porque los cúbits son objetos físicos y cualquier interacción con el entorno hace que dejen de comportarse como tales», argumenta Sergio Boixo, el español que trabaja como jefe científico de Teoría de Computación Cuántica de Google y que lideró la creación de Sycamore.
«¿Qué puedo hacer para que no desaparezca el estado cuántico tan rápido?», se pregunta Manuel Pino. «Si aislas el cúbit, dura mucho, pero entonces no va a hablar con el cúbit que está al lado», responde. Y claro, estos ordenadores no alcanzarán su verdadera dimensión hasta que no se puedan conectar miles y miles de cúbits en ellos.
Esos son los grandes desafíos pendientes para una ciencia que va a transformar profundamente nuestro mundo aunque todavía sólo podamos atisbar en qué sentido. «No sabemos si en 10 años o en 30, pero va a ser una nueva revolución industrial y creo que es importante estar ahí», asegura Boixo.
CIENTOS DE MILES DE MILLONES
Según un informe de la consultora Mckinsey, el impacto económico de la computación cuántica será de entre 300.000 y 700.000 millones de dólares anuales (entre 272.000 y 636.000 millones de euros) sumando las cuatro industrias más beneficiadas: la farmacéutica (entre 13 y 68 mil millones de euros), la química (entre 18.000 y 36.000 ), la de la automoción (9.000-23.000 ) y la de las finanzas. Este último es el campo donde el impacto tendría más volumen (se trata de una industria de 6,9 millones), pero aún es pronto para estimarlo, ya que está más lejos de una aplicación real de la computación cuántica.
«Concentrándote en problemas de química, finanzas, logística... se pueden resolver ya problemas demasiado complejos para un superordenador convencional», plantea Enrique Solano, CEO de la compañía Kipu Quantum y profesor honorario de Ikerbasque.
Detalle de Sycamore, el ordenador cuántico de Google.
«Si cambias de paradigma y aceptas que no sea un ordenador cuántico universal, sino que ataque un problema concreto, con algunos cientos o pocos miles de cúbits bastaría», argumenta este experto. «Esos ordenadores no es que estén por llegar, sino que se están fabricando ahora», añade.
QUANTUM SPAIN
Lo cierto es que la expectación crece, y crece también el interés público y privado. Un ejemplo: según el mismo informe de Mckinsey, la inversión privada en computación cuántica se duplicó en 2021 respecto a 2020 para alcanzar los 1.700 millones de dólares (1.544 millones de euros). Otro: el pasado mes de octubre, el Gobierno anunció la creación de una partida de 22 millones de euros para impulsar Quantum Spain, un ecosistema de computación cuántica español integrado por 25 nodos de 14 comunidades autónomas, aunque coordinados desde el Centro Nacional de Supercomputación, con sede en Barcelona.
Es verdad que, incluso los 60 millones que se espera alcanzar sumando los fondos captados en iniciativas europeas, son una cifra muy alejada de la inversión pública que vienen realizando los países líderes en este capítulo (15 millones de dólares China; 1.300 EEUU, 1.200 Reino Unido...) y que entre Francia y Alemania acaparan el 70% de los fondos para investigar en computación cuántica dentro de la UE.
Sin embargo, todos los expertos consultados consideran que la apuesta es positiva y que podría ayudarnos a colocarnos entre los referentes mundiales en una disciplina en la que nuestro país ha aportado a grandes referentes internacionales como Juan Ignacio Cirac, José Ignacio Latorre o los citados Sergio Boixo y Enrique Solano.
«Ojalá España llevara invirtiendo en esto y otras cosas muchos años, pero estamos a tiempo», defiende Alba Cervera, coordinadora de Quantum Spain. «Esa inversión, junto con los científicos que tenemos, que no tienen nada que envidiar a otros, nos pone en situación de competir por fondos en Europa y tener un papel muy relevante», añade. La responsabilidad que asume Cervera con tan solo 30 años dice mucho sobre la juventud de la computación cuántica y la excelente cantera con la que cuenta nuestro país en la disciplina.
«Quantum Spain es casi un milagro que no se veía venir por ningún lado», matiza Enrique Solano. Su voz transmite orgullo al reconocer que «hay una cantidad de talento enorme en nuestro país y una manera de ver la computación cuántica muy española», pero también amargura al analizar el origen de esa fortaleza: «No se ha promocionado ni viene de planes gubernamentales o decisiones estratégicas».
Simplemente, cuando el Gobierno de España se decidió a invertir en computación cuántica, el talento ya estaba allí. Al menos en la parte más teórica y vinculada al desarrollo de algoritmos, software... que solo requiere de un boli, un papel y un ordenador de sobremesa... «Es evidente que en España somos buenos en esa parte porque requiere menos inversión. Para hacer hardware necesitas más laboratorios y recursos», admite Boixo.
Con esos mimbres, ¿cuál podría ser el papel de España en la computación cuántica a nivel internacional? «Ningún país o ningún grupo va a hacer un ordenador cuántico completo, porque hacen falta avances en muchas tecnologías distintas y nadie las va a dominar todas», argumenta e propio Boixo. «Tendría sentido que España se orientara hacia cierta especialización en una parte de la cadena de suministros», concluye.
SOBERANÍA TECNOLÓGICA
Precisamente, ese pensar qué lugar va a ocupar cada país en la industria de la tecnología cuántica y qué implicaciones va a tener el mapa resultante en la geopolítica mundial es uno de los factores cruciales de cara a esta revolución.
«Va a ser una tecnología propietaria. Cuando existan ordenadores universales, habrá países que los tengan y países que no, como la bomba atómica», advierte Pol Forn-Díaz, investigador del Instituto de Física de Altas Energías y cofundador de Qilimanjaro, la primera empresa española que se ha propuesto desarrollar y comercializar ordenadores cuánticos. «Si un país como EEUU lo desarrolla, olvídate de que te lo venda a ti», añade.
Especialmente preocupado por las consecuencias de renunciar a la soberanía tecnológica en este terreno se muestra Enrique Solano: «Por más cercano que sea, EEUU podría darnos la espalda y espiarnos sin problemas. Ni siquiera sería aconsejable depender de Francia y Alemania», alerta.
Porque otra de las consecuencias clave del avance cuántico será la obsolescencia de toda la criptografía tal y como la conocemos, ya que permitirá desenmarañar cualquier encriptación con la facilidad pasmosa con la que Neo paraba balas en Matrix.
La optimización de decisiones logísticas, el entrenamiento de la IA del coche autónomo vía machine learning y la simulación a nivel micro de sustancias que existen en la naturaleza para la creación de nuevos fármacos son los otros territorios en los que estos ordenadores baten con facilidad a los clásicos.
En todo caso, los avances de España en la disciplina van de la mano de la UE, que en 2018 lanzó su programa Quantum Flagship con la intención de financiar la investigación en las aplicaciones industriales de la física cuántica por valor de mil millones de euros en la siguiente década.
«Está bien que cada país mire por lo suyo, pero me parece interesante que todo sea made in Europe y que Europa entienda que no puede dejar pasar el tren como ocurrió cuando decidió no fabricar chips», subraya Cervera.
Pero más allá del impacto de la computación cuántica, la gran duda es cuándo llegarán a los hogares estos nuevos ordenadores, si es que llegan. «Un ordenador cuántico es como un superordenador y yo no conozco a nadie que tenga uno en casa porque no es necesario», aclara Díaz Forn. «Para mandar e-mails sobra con uno convencional», ilustra Cervera.
El modelo del supercomputador es el que se prevé para los cuánticos en el corto plazo y el que se va a aplicar al proyecto Quantum Spain: grandes computadoras en la nube a las que pueden conectarse empresas e investigadores para operaciones avanzadas. También se comercializan pequeños ordenadores de unos pocos cúbits para uso educativo, de exhibición o incluso artístico, pero serán la excepción.
O eso, al menos, vaticinan los expertos, porque en tecnología el futuro se escribe siempre sobre la marcha. «Las mejores aplicaciones aún se desconocen, como pasó con otras tecnologías», advierte Forn-Diaz.
JUANJO BECERRA
jjbecerra
Actualizado Domingo, 27 marzo 2022 - 10:10
https://www.elmundo.es/tecnologia/innovacion/working-progress/2022/03/27/623f338421efa0d3478b458c.html
