El sueño de la computación cuántica

Quien no se sorprende de la física cuántica es porque no la entiende
Niels Bohr

La carrera ha comenzado. IBM, Google, Intel, Microsoft, Honeywell. La lista de empresas estadounidenses que, desde la entrada en el siglo XXI, iniciaron sus investigaciones sobre la computación cuántica no cesa de crecer. Más opaca es la relación de compañías chinas inmersas en la misma competición. Entre tanto, el tablero de juego experimenta de vez en cuando algunas sacudidas. Una de ellas la protagonizó Google, con su acerado espíritu de propaganda, cuando en octubre de 2019 anunció a bombo y platillo que había alcanzado la supremacía en la investigación cuántica. En un artículo publicado en Nature, su equipo de ingenieros afirmaba que un procesador cuántico de su invención había logrado determinar un conjunto de números aleatorios en 3 minutos y 20 segundos cuando un ordenador convencional de IBM habría tardado milenios en este mismo cálculo.

Como quiera que la noticia se había filtrado indebidamente unos días antes, los ingenieros de IBM se afanaron con frenesí en desmitificar el presunto logro de sus competidores. En un post de un artículo científico, representantes de IBM denunciaban lo exagerado del anuncio y afirmaban que sus computadores convencionales invertían solo dos días y medio en la operación. John Martinis, cabeza visible del proyecto de Google, no tardó en declarar que, en todo caso, el liderazgo en computación cuántica le correspondía a su empresa.

Ningún científico serio duda de que, algún día, los ordenadores cuánticos superarán en potencia y resultados a los más avanzados de la microelectrónica convencional. Pero ese día aún no apunta cercano en el calendario. A diferencia de los ordenadores clásicos, que utilizan complejas amalgamas de procesadores de bits con solo dos resultados individuales posibles (uno y cero), las computadoras cuánticas manejan cúbits, o bits cuánticos, que implican la superposición simultánea de dos estados cuánticos, como consecuencia, por cada n cúbits pueden obtenerse hasta 2n elementos básicos de información. No cuesta imaginar la potencia de cálculo que podría extraerse de tales dimensiones.

No obstante, los proyectos de ordenadores cuánticos se topan hoy en día con serios obstáculos tecnológicos. Los ejemplos desarrollados por Google, IBM y demás contendientes actúan a escala de laboratorio, de investigación, con resultados prometedores pero de lejana aplicación práctica. El primer problema reside en que funcionan a temperaturas muy cercanas al cero absoluto, en condiciones estrictas que eviten el sobreenfriamiento y la pérdida consiguiente del entrelazamiento cuántico en que se sustenta el fenómeno de los cúbits. Un problema añadido es la inestabilidad de los resultados obtenidos, necesitada del uso de rigurosos sistemas internos de corrección de errores. Desde otro punto de vista, acaso no resulte sencillo contrastar los cálculos de un ordenador cuántico, tanto más si se proclama que realiza operaciones situadas fuera de la capacidad de las computadoras convencionales que podrían servir de árbitros. En el método científico, para que un resultado pueda considerarse válido ha de poderse ratificar con otros experimentos. No es cuestión baladí encontrar medios para afirmar la veracidad de los cálculos de la computación cuántica.

Se ha indicado que, en un futuro, los ordenadores cuánticos serán capaces de complicadísimas tareas de control y gobierno de la investigación, la estadística y las finanzas. Que impulsarán hasta límites inéditos el conocimiento de la materia y la energía y abonarán el terreno para insospechados logros de nuevas ingenierías. Que la biología, la medicina, el desarrollo de nuevos fármacos o el control del tráfico de vehículos autónomos no serán sino algunas de sus revoluciones. Con todo, las consultoras más fiables estiman que los primeros ordenadores cuánticos de uso comercial aparecerán como pronto en la década de 2030. Hasta entonces, los mejores matemáticos y creadores de algoritmos tendrán un trabajo bien remunerado mientras prosigue la guerra entre gigantes tecnológicos.