El poder de la computación cuántica y la física subatómica ha salido de los laboratorios para ingresar al mundo empresarial, el ordenador cuántico de IBM, a través de la nube, puede ser utilizado por empresas para aplicaciones comerciales que van desde modelos financieros hasta medicamentos personalizados, e incluso pronósticos meteorológicos.
En esta carrera por los ordenadores que explotan las leyes de la mecánica cuántica, IBM tiene que competir con Google, que en California tiene un Laboratorio de Inteligencia Artificial Cuántica dedicado a la investigación y el desarrollo cuántico.
¿Qué es un ordenador cuántico?
Los ordenadores cuánticos explotan las leyes de la física y la mecánica cuántica para el procesamiento de datos. Su unidad fundamental es el «qubit», capaz de realizar cálculos simultáneamente gracias a la superposición de estados cuánticos. Por eso está escrito que esta nueva tecnología puede superar los límites de la Ley de Moore.
Un ordenador cuántico en lugar de los bits digitales que están representados por un código binario de 1 o 0, usa el “qubit”, que tiene la particularidad de que puede estar en ambos estados al mismo tiempo y también pueden influirse entre sí incluso si no están conectados físicamente.
La propiedad fundamental de un ordenador cuántico es, por tanto, la posibilidad de superponer los estados clásicos de 0 y 1. La segunda propiedad fundamental que lo caracteriza se refiere a la llamada «interferencia», ella está ligada a la posibilidad de que el qubit se entrelace entre sí dando lugar a una profunda correlación.
¿Cuáles son sus aplicaciones en la vida real?
Ya hemos mencionado en los párrafos anteriores cómo un ordenador cuántico es capaz o al menos promete procesar, al mismo tiempo, a través de la computación paralela, múltiples soluciones a un solo problema en lugar de realizar cálculos secuenciales como lo hacen los ordenadores actuales.
Para algunas aplicaciones, el uso del ordenador cuántico será exponencialmente más rápido que la de transistores, como la criptografía (ciberseguridad), las previsiones meteorológicas, la creación de nuevos materiales, etc. Las primeras aplicaciones serían precisamente en el descubrimiento y creación de nuevos materiales.
Un ejemplo que se da a menudo es el relativo a los desarrollos en el campo de la ciberseguridad. De hecho, en lo relativo a la criptografía vinculada a las comunicaciones se podría decir que, hoy enviamos miles de millones de fotones divididos en paquetes a través de las redes de fibra óptica.
En un «mundo» gobernado por la criptografía cuántica, un objeto que asocia un fotón con un poco de información revela inmediatamente si algo ha salido mal, si ha copiado o interceptado información. Utilizando las propiedades de la luz a nivel cuántico, permite revelar en tiempo real la presencia de ataques y violaciones de las comunicaciones.
La lucha entre Google e IBM por la supremacía cuántica
La investigación de Google y su Laboratorio de Inteligencia Artificial Cuántica permitió en marzo de 2018 producir un chip de ordenador cuántico de 72 qubit que se llamó Bristlecone. El Financial Times informó que Google había logrado la supremacía cuántica, realizando en 3 minutos un procesamiento que el IBM Summit habría tardado 10.000 años.
El experimento se ejecutaría en un procesador de 53 qubit con nombre clave «Sycamore». Pero la noticia no fue confirmada por Google y la propia comunidad científica se mantuvo escéptica: ¿quién puede comprobar que el cálculo es correcto? Ningún otro ordenador puede verificar esto.
La respuesta de IBM ante las afirmaciones de Google es que, con una configuración diferente del IBM Summit, con capacidad de almacenamiento adicional, hubiera permitido resolver la operación (encontrando patrones recurrentes en una serie aleatoria de números) en un máximo de 2 días y medio y con mayor precisión.
“Los ordenadores cuánticos nunca sustituirán a los tradicionales – aclaró Dario Gil, director de investigación de IBM – pero trabajarán juntos, cada uno explotando sus características específicas”.
La complejidad de crear un ordenador cuántico
Jim Clarke, director del grupo de investigación Quantum Hardware declara: “Si fuese sencillo ya habríamos construido una máquina que funcione con la lógica de la mecánica cuántica. Pasarán al menos diez años antes de que tengamos un sistema lo suficientemente poderoso como para que sea relevante para nuestra sociedad»
Un gran problema es que los objetos cuánticos son extremadamente sensibles, solo se necesita un campo magnético muy pequeño para interferir con su estado. Cualquier tipo de manipulación es inmediatamente perceptible. Lo explicaremos mediante un ejemplo bastante simple a continuación.
«Imagine que está poniendo una moneda de un euro sobre una mesa. Si la gira sobre una mesa y le preguntan si sale cara o cruz cuando mientras gira, podría decir que la respuesta es ambas. Pero, ¿Y si lanza cincuenta, cien monedas al aire? La capacidad de generar combinaciones aumentaría exponencialmente, esa es la lógica cuántica».
En realidad, como en teoría, las monedas o qubits, eventualmente dejan de girar y colapsan en un estado particular que puede ser cara o cruz. El objetivo de la computación cuántica es hacerlos girar durante mucho tiempo en la superposición de múltiples estados.
Plataformas digitales
De hecho, si en la IA hay una supremacía de las grandes plataformas digitales sobre la computación cuántica, el juego parece más abierto. Europa, por ejemplo, esperaría el desarrollo de ordenadores cuánticos de alto rendimiento, del orden de 100 qubits, en un período de cinco a diez años.
Y se ha invertido algo así como mil millones de euros, esto para mantenerse al día con los competidores que vienen de Estados Unidos, China y Corea, la Unión Europea jugará la carta del desarrollo bajo la bandera de la ética, la seguridad, la privacidad y la equidad fiscal para proponer un nuevo modelo a otros países.
“Juntos estableceremos estándares para esta nueva generación de tecnologías que se convertirá en la norma global”, dijo Von der Leyen. El potencial innovador de los datos, la inteligencia artificial, la computación cuántica y la cadena de bloques puede encontrar el equilibrio entre el flujo de datos y la defensa de la privacidad y la seguridad.
