La 4.ª Conferencia Internacional sobre Tecnologías Cuánticas celebrada en Moscú el mes pasado debía poner el foco en Google, que se preparaba para ofrecer una ponencia sobre un ordenador cuántico de 49 cúbits que está desarrollando.
Sin embargo, una charla matutina a cargo de Mikhail Lukin, de la Universidad de Harvard, eclipsó el acto de esa tarde con un pequeño anuncio propio: su equipo de investigadores estadounidenses y rusos había probado con éxito un dispositivo de 51 cúbits, lo que marcaba un hito en la carrera hacia la supremacía cuántica.
Los ordenadores cuánticos se consideran parte de la próxima generación de tecnologías revolucionarias: dispositivos que aprovechan los extraños estados «intermedios» de las partículas cuánticas para acelerar la capacidad de procesamiento de las máquinas digitales.
La realidad es tan fascinante como decepcionante. Es poco probable que pronto juguemos a Grand Theft Auto VR8K-3000 en una PlayStation 7 potenciada con tecnología cuántica. Lo sentimos, gente.
La computación cuántica no consiste simplemente en sustituir un tipo de chip por otro más rápido.
Lo que sí hace es ofrecernos un tercer tipo de bit, allí donde los ordenadores convencionales solo tienen dos. En la computación cuántica, aplicamos la superposición cuántica —esa extraña nube de «posibilidades» que ocupa una partícula antes de que observemos cómo su existencia queda fijada en uno de dos estados distintos— para resolver problemas computacionales muy complejos.
Aunque resolver ese tipo de problemas es un proceso largo y tedioso que pone a prueba incluso a nuestras mejores supercomputadoras, la combinación de unos, ceros y ese espacio adicional intermedio de un ordenador cuántico, su «cúbit», puede facilitar enormemente tareas como simular sistemas cuánticos en moléculas o factorizar números primos.
Eso no significa que la computación cuántica nunca pueda ser un complemento útil para el ordenador de sobremesa de casa. Pero, antes incluso de empezar a soñar con sus posibilidades, hay muchos problemas que resolver.
Uno de ellos es aumentar un puñado insignificante de cúbits desde menos de 20 hasta alcanzar una cifra que pueda empezar a rivalizar con nuestras mejores supercomputadoras clásicas en esas tareas más difíciles.
¿Esa cifra? Alrededor de 50, un número al que a menudo se alude en términos bastante grandilocuentes como supremacía cuántica.
El dispositivo de Harvard se basaba en una matriz de átomos de rubidio superenfriados, confinados en una trampa de imanes y «pinzas» láser, que luego se excitaron de tal manera que sus estados cuánticos pudieran utilizarse como un único sistema.
Los investigadores lograron controlar 51 de estos átomos confinados de modo que pudieran modelar fenómenos de mecánica cuántica bastante complejos, algo totalmente fuera del alcance de un ordenador de sobremesa corriente.
Aunque el modelado se utilizó sobre todo para poner a prueba los límites de este tipo de configuración, los investigadores obtuvieron información útil sobre la dinámica cuántica asociada a los llamados fenómenos de muchos cuerpos.
Por suerte, pudieron comprobar sus descubrimientos, relativamente más sencillos, con ordenadores clásicos y confirmaron que su técnica daba en el clavo.
La investigación está publicada actualmente en el sitio web de prepublicaciones arXiv.com, a la espera de la revisión por pares. Pero el anuncio sin duda ha puesto a la comunidad de la computación cuántica a debatir sobre las posibilidades y consecuencias de alcanzar esos límites.
La cifra mágica de 50 cúbits se parece más a un horizonte relativo que a un verdadero hito. El anuncio de Harvard no ha cambiado mucho el mundo de la computación cuántica y aún queda mucho camino por recorrer antes de que esta tecnología sirva para realizar descubrimientos importantes.
El plan de Google para un dispositivo de 49 cúbits utiliza un proceso completamente distinto al de Lukin y se basa en chips cuánticos de múltiples cúbits que emplean una estructura superconductora de estado sólido llamada unión de Josephson.
Han demostrado su tecnología con una versión más sencilla de 9 cúbits, y planean avanzar gradualmente hasta alcanzar su objetivo.
Sin entrar en detalles, cada tecnología tiene sus ventajas e inconvenientes en lo que respecta a la escalabilidad y la fiabilidad.
Uno de los grandes problemas de la computación cuántica será lograr que el sistema sea lo más fiable y libre de errores posible. La computación clásica puede duplicar procesos para reducir el riesgo de equivocaciones, pero la naturaleza probabilística de los cúbits hace que esto sea imposible en los cálculos cuánticos.
También está la cuestión de cómo conectar varias unidades para formar procesadores cada vez más grandes.
Nadie sabe qué métodos resolverán mejor estas cuestiones a largo plazo.
«Hay varias plataformas muy prometedoras y todas están entrando en un régimen en el que la situación se vuelve interesante; ya hablamos de tamaños de sistema que no se pueden simular con ordenadores clásicos», dijo Lukin a Himanshu Goenka de International Business Times.
«Pero creo que es demasiado pronto para elegir una ganadora. Además, si pensamos en escalas realmente grandes, de cientos de miles de cúbits, con sistemas que serán necesarios para algunos algoritmos, a decir verdad, no creo que nadie sepa cómo llegar hasta ahí».
Es un pequeño paso en el camino hacia los cien mil cúbits, pero eso no resta importancia a haber alcanzado este hito.
¡Felicidades por esos 51, Harvard!
