Si todavía no tiene muy claro de qué va eso de los ordenadores cuánticos, que sepa que ha llegado en el momento perfecto. La UNESCO ha proclamado 2025 como el Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas y, además, España tendrá un papel protagonista.
Para el común de los mortales, un ordenador cuántico podría resumirse como la suma de lo que no entiendes de física cuántica, unido a lo que no entiendes de ordenadores. Y tampoco es para deprimirse porque como sentenció en 1965 el Nobel de Física Richard Feynman: «Creo que puedo decir con seguridad que nadie entiende la mecánica cuántica». Lo grave, como lamenta Carlos Sabín, investigador en tecnologías cuánticas en el Departamento de Física Teórica de la Universidad Autónoma de Madrid es que «en los últimos años se ha detectado una visión fantasiosa de la física cuántica, y se está utilizando como cajón desastre para casi todo lo que no podemos entender».
En resumen, la computación cuántica funciona utilizando las propiedades del mundo microscópico, muchas de las cuales ni siquiera sabemos explicar, como que pueden estar en varios estados a la vez. Y «un ordenador cuántico, simplemente, intenta usar las propiedades de la física cuántica para acelerar algún cálculo concreto que, para un ordenador clásico, puede resultar muy complicado o simplemente imposible», resumen Sabín.
En los innumerables experimentos que se han llevado a cabo haciendo competir superordenadores convencionales contra cuánticos, hemos visto que, por ejemplo, los segundos son capaces de resolver en 200 segundos una tarea que a un superordenador convencional le llevaría 10.000 años.
¿Y todo esto para qué? «Bueno, se dice que va a ser la panacea, que va a haber baterías más eficientes, que si solucionará lo del cambio climático, que si el cáncer, pero la realidad es que no tenemos ni idea de qué aplicaciones concretas pueden tener esto. Sabemos que tiene mucho potencial teórico, pero hay quien cree que todo este esfuerzo no va a ir a ninguna parte», reconoce Sabín.
Sabemos que un ordenador clásico lo interpreta todo a base de ceros y unos, dando como resultado grandes cadenas de ceros y de unos. Sin embargo, en el cuántico el uno y el cero es simplemente un porcentaje de posibilidades de que sea uno o sea cero. Puede tener mucho de estado cero y poco de estado uno. O mucho de estado uno y poco de estado cero. O lo mismo de ambos, y cualquier otra combinación que se os ocurra. Un mundo de probabilidades que se parece más al mundo real que al informático. «La naturaleza, por definición, es cuántica. Si somos capaces de representar cómo se comportan las proteínas, los materiales, la física de altas energías, y además somos capaces de representarlo en un ordenador, pues nos va a venir muy bien», cuenta Mikel Díez, director de IBM Quantum para España y Portugal.
De hecho, ya hay gente a la que le está yendo muy bien. IBM ha desarrollado más de sesenta ordenadores cuánticos «que ahora mismo existen y dan servicio a cientos de miles de personas», explica Díez. En 2016 colocaron su primera máquina cuántica en la red y los dos primeros días se conectaron 50.000 personas.
Por aquel entonces la máquina sólo tenía cinco cubits, que es como se mide su capacidad. En estos momentos cada ordenador de la flota de IBM tiene más de cien. Cualquiera que quiera o, más bien, sepa qué preguntarle a la máquina puede alquilarla por minutos. «Ahora cada minuto vale 96 dólares. Sacas tu tarjeta de crédito y la pasas por la web igual que comprarías cualquier otra cosa», explica Mikel Díez.
De momento, hay que olvidarse de tener estas máquinas en casa. Y no tanto por su tamaño, como por detalles como que tenga que estar a -273 grados. «Tienen que estar super aisladas del entorno y de cualquier partícula que pueda moverse en el espacio y desestabilizarlo. Son sistemas súper puros muy complicados de hacer, que requieren muchísimo dinero, talento, esfuerzo. En los últimos años se han metido cantidades ingentes de dinero, hay gente inteligentísima y súper capaz trabajando en esto, se han llevado gente de las universidades y de los centros de investigación, y vamos avanzando poco a poco. Pero hay que llegar muchísimo más allá para hacer cosas interesantes, y eso cuesta muchísimo dinero. La cuestión es que no sabemos si el nivel de inversión y de interés en la física cuántica se va a mantener al nivel espectacular que se ha mantenido en estos años», se pregunta Sabín, uno de los pocos españoles que usa estas máquinas en red.
David Pérez García, catedrático en el departamento de Análisis Matemático de la Universidad Complutense de Madrid (UCM) apunta en declaraciones al Science Media Centre (SMC) que «la carrera actual por construir ordenadores cuánticos se puede considerar la nueva carrera espacial».
James Clarke, director del laboratorio de computación cuántica de Intel, y Lieven Vandersypen, investigador y profesor de tecnología cuántica en la Universidad de Delft, creen que, si se mantiene el ritmo de desarrollo actual, los ordenadores cuánticos no tendrán un impacto contundente en nuestras vidas hasta dentro de no menos de quince años.
«Pero es que tampoco los necesitamos en casa, es como tener un transformador de la luz», apunta Díez. Aunque ese transformador de la luz llegará físicamente a Euskadi este mes de junio. Tras Estados Unidos, Canadá, Japón, Corea y Alemania, IBM plantará temporalmente un ordenador cuántico en España. Tendrá un procesador mínimo de 133 cubits, cuando el objetivo de IBM para 2025 es conseguir llegar a los 482. Y dará servicio a todo un ecosistema al que ya se han enganchado más de 50 entidades de todo tipo, como centros tecnológicos, academias, universidades, industrias, emprendedores. «Nosotros consideramos que ya estamos en la época de la utilidad, que es el momento de que la cuántica sea capaz de abordar problemas que ya no aborda con la clásica», cree Díez.
¿Por ejemplo? Para la encriptación. Hará que las futuras infraestructuras económicas y financieras sean más seguras. Su medición ultraprecisa del tiempo también hará que tengamos «mejores sistemas de posicionamiento global y un internet de mayor calidad», apunta Humberto Michinel, catedrático en la Universidad de Vigo, presidente de la Sociedad Europea de Óptica y secretario general de la Comisión Internacional de Óptica (ICO) al SMC. En la industria médica, las simulaciones cuánticas permitirán «desarrollar medicamentos personalizados más rápidamente o entender mejor algunos sistemas complejos como el genoma humano o el clima», indica Michinel. En la fotónica promete avances en el diagnóstico y la imagen médica.
Y sigue Mikel Díez: «Podemos preguntarle al ordenador cómo optimizar el transporte de energía con renovables, con nucleares, con térmicas, y a qué precios; y detectar problemas de la inteligencia artificial; y la ingeniería aeroespacial calcular cuál es la mejor disposición de los materiales en el ala de un avión, que es algo que parece muy trivial, pero que se resolverá. Ahora se está construyendo el nuevo acelerador de partículas en Granada y, la misión del ordenador, no sería el acelerador, sino encontrar los materiales que recubrirían las paredes. Los ordenadores cuánticos ya no son ciencia ficción, son simplemente ciencia».