Un ordenador que emplee las peculiaridades de la física cuántica para procesar datos debería ser capaz de cosas mucho más avanzadas y complejas que las que las máquinas actuales son capaces de hacer. Los gobiernos y las grandes empresas tecnológicas se han gastado enormes sumas intentando demostrar esa idea. Pero a veces parece que los ordenadores cuánticos son otra tecnología más para las que aún faltan 20 años o más.
Recientemente, algunos grupos de investigación líderes han llegado a creer que podían acortar ese tiempo considerablemente. El pasado miércoles, Google e investigadores de la Universidad del País Vasco (España), publicaron unos resultados que podrían proporcionar un atajo para la muy esperada primera demostración concluyente de la potencia de la computación cuántica.
El nuevo resultado es uno de los primeros frutos del plan que trazaron los investigadores cuánticos de Google cuando visité su nuevo laboratorio el año pasado.
La semilla de este esfuerzo es la decisión de alejarnos del diseño que hasta ahora ha acaparado la mayor parte del dinero y los esfuerzos de este campo. Los ordenadores cuánticos digitales, como están denominados, están modelados para que funcionen de forma similar a la de los ordenadores actuales, y el diseño ha sido rigurosamente probado por los teóricos. Pero requerirían gran cantidad de hardware y software de corrección de errores para compensar la delicadeza de los efectos cuánticos que emplean para procesar los datos.
Google, IBM u otros (incluida una start-up) están escalando sus trabajos sobre un modelo alternativo conocido como ordenador cuántico analógico.
Estos diseños funcionan y son distintos al de un ordenador convencional y están menos entendidos a nivel teórico. Y aún necesitarían de un mecanismo para gestionar los errores. Pero su carga de la corrección de errores debería ser mucho menor, y como resultado debería resultar mucho más fácil de demostrar la potencia de un ordenador cuántico de esta manera.
El líder del proyecto de hardware cuántico de Google, el veterano investigador John Martinis, me contó el año pasado que podría llevar tan sólo un par de años desarrollar un chip lo suficientemente complejo para hacer esto. El trabajo que su grupo y unos investigadores de la Universidad del País Vasco publicaron el pasado miércolesdemuestra que se están logrando progresos.
El equipo empleó el enfoque de computación cuántica analógica para programar un chip cuántico de superconducción para que simulase nueve átomos que interactuaban magnéticamente. Esto fue posible gracias a algunas técnicas de corrección de errores desarrolladas por trabajos anteriores sobre esa computación cuántica digital que tan difícil resulta de escalar.
El chip empleado incluía nueve de los bloques de construcción básicos de un ordenador cuántico, conocidos como qubits. Se necesitaría un ordenador cuántico analógico con 40 qubits o más para demostrar lo que los investigadores denominan como la "supremacía cuántica". Este término se refiere a que un sistema que pueda demostrarse capaz de hacer cosas que resultan imposibles para los ordenadores convencionales de forma concluyente. (La start-up D-Wave Systems ha demostrado chips con más de 1.000 qubits, pero a pesar de unos prometedores resultados, no ha demostrado de forma concluyente que confieran los beneficios de un ordenador cuántico).
Google afirma que puede escalar ese modelo hasta alcanzar la supremacía cuántica relativamente rápido, y otros investigadores del campo lo consideran creíble.
Probablemente haría falta un escalado mayor para realizar trabajos útiles con un ordenador cuántico analógico. En caso de hacerlo, ya sea Google u otra empresa, los dispositivos podrían ser empleados para simular átomos a un nivel de realismo que hoy resulta imposible de alcanzar.
Google también cree que la supremacía cuántica podría avanzar sus investigaciones deaprendizaje de máquinas y sus tecnologías de inteligencia artificial subyacentes de la afirmación del CEO, Sundar Pichai, de que la empresa ha entrado en una era "en la que reina la intelgiencia artificial".
Hartmut Neven, que lidera los trabajos de Google dirigidos a averiguar qué haremos con los ordenadores cuánticos una vez hayan llegado, me contó esperanzado el año pasado que la potencia de la inteligencia artificial cuántica podría arrasar con las tecnologías de hoy. Neven afirmó: "Yo predeciría que dentro de 10 años no existirá nada más que el aprendizaje de máquinas cuántico, ya no se hará de la manera convencional".
No es ningún secreto que Google intenta desarrollar un ordenador cuántico capaz desuperar el rendimiento de los ordenadores convencionales. Este concepto se conoce como supremacía cuántica. Habiendo probado, con algo de controversia, los ordenadores de D-Wave, la empresa contrató a un aclamado físico llamado John Martinis en 2014 para diseñar sus propios chips cuánticos. Más recientemente, la empresa ha publicado resultados que sugieren que un potente ordenador cuántico podría resultar más fácil de construir de lo que se creía anteriormente.
Varios científicos familiarizados con los progresos de Google, incluido Devitt, sugieren queun chip funcional de 50 qubits, suficientes para superar la potencia de los superordenadores convencionales en determinado tipo de cálculo, podría estar listo a finales de 2017.
Demostrar la supremacía cuántica marcaría un punto de inflexión en la historia de las tecnologías de computación. Las primeras máquinas tienen pocas probabilidades de resultar demasiado prácticas, pero con casi total seguridad generarán una enorme inversión en el desarrollo de ordenadores cuánticos que puedan hacer trizas de los superordenadores de hoy en casi cualquier tipo de cálculo imaginable.
