Uno de los mayores expertos del mundo en computación cuántica, director del departamento teórico del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica, analiza la demostración de la supremacía cuántica anunciada por Google este miércoles
(ABC) Google acaba de publicar en Nature las pruebas de que ha alcanzado la supremacía cuántica, pero su gran rival en esta carrera tecnológica, IBM, no se lo termina de creer. ABC ha querido preguntar sobre la cuestión a uno de los mayores expertos del mundo en computación cuántica, el español Ignacio Cirac, director de la división teórica del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica, con sede en Múnich (Alemania).
-¿Qué es la supremacía cuántica?
Consiste en resolver un problema, con un ordenador cuántico, y hacerlo mucho más rápido de lo que podría hacerse con cualquier superordenador convencional. Para ello, los ordenadores cuánticos no utilizan bits convencionales, que solo representan dos estados posibles, 1 y 0, sino bits cuánticos, o cúbits, que aprovechan propiedades de las partículas subatómicas como la superposición, lo que significa que un cúbit puede ser un 1 y un 0 al mismo tiempo.
«Un cúbit puede ser un 1 y un 0 al mismo tiempo»
-Supongo que son muchos los que quieren conseguir ese hito...
-Sí, existe una gran competencia entre diferentes empresas, que tratan de construir ordenadores cuánticos con dos estrategias diferentes: por un lado, están las que trabajan con superconductores, como Google o IBM, y por otro los que usan iones, como ionQ, en en Estados Unidos, o Quantum Alpine. Se habla más de los primeros porque son los más fáciles de construir. Los otros son mucho más complicados.
-¿Por qué?
Porque los ordenadores cuánticos de superconductores se hacen con circuitos eléctricos muy pequeños, a muy bajas temperaturas. Pero para los que usan iones es necesario aislar átomos, que es algo mucho más difícil. Durante los últimos años ha habido una fuerte competición, pero todos los contendientes estaban relativamente lejos de la supremacía. Ahora Google ha dado un paso adelante y ha conseguido construir los mejores bits cuánticos hasta la fecha.
-¿Por qué IBM dice entonces que Google no ha conseguido la Supremacía Cuántica?
¿Cómo se demuestra la supremacía? Resolviendo problemas mejor y más rápido que con cualquier superordenador convencional, e IBM sostiene que Google debería de haberlo hecho mejor. Según Google, su ordenador cuántico Sycamore logró en 200 segundos hacer un cálculo que al mayor superordenador que existe, el Summit de IBM, en el departamento de Energía de los Estados Unidos, le habría llevado 10.000 años. Pero IBM ha sacado un nuevo algoritmo que, aplicado a su superordenador, ha conseguido rebajar ese tiempo hasta dos días y medio. Y entonces considera que la mejora de Google, al final, no es tanta, sobretodo si se tiene en cuenta que se trata de un prototipo y está sujeto a errores.
-¿Y qué opina usted?
Que aunque ya no son 10.000 años, sino dos días y medio lo que tarda ahora el ordenador de IBM en hacer el mismo cálculo, hacerlo en 200 segundos ya es un hito. Existen muchas formas de resolver el mismo cálculo, y lo mismo los de Google no han escogido la más rápida. Pero lo realmente importante es que se ha conseguido con un ordenador cuántico hacer un cálculo que hoy en día es mucho más rápido que el que puede hacerse con cualquier superordenador. Hay un salto muy importante de éste a los anteriores prototipos
-¿El Sycamore de Google sigue siendo un prototipo?
Sí, porque sigue teniendo errores y los ordenadores cuánticos no tienen que tener ninguno.
«Los ordenadores cuánticos no tienen que tener ningún error»
-¿Qué tipos de errores se cometen?
Para que un ordenador cuántico funcione, se utiliza el principio de la superposición, y para eso los cúbits deben estar totalmente aislados, y no lo están. También, si se da la más mínima variación de temperatura, algo se puede cruzar y cambiar un 0 por un 1 y alterar el resultado.
-¿Cómo se comprueba que el cálculo de un ordenador cuántico es correcto si no puedes resolverlo en un ordenador convencional?
Se comprueba con otro problema más sencillo, uno que los superordenadores convencionales sí puedan resolver. Y si es así, es que el ordenador cuántico funciona bien. Y también se puede comprobar con la estadística, ya que los ordenadores cuánticos no hacen solo un cálculo, sino muchos a la vez. Hacen un cálculo y obtienen un resultado, luego otro, y otro. El ordenador de Google tiene 53 cúbits, que es como tirar 53 monedas, y algunas salen cara y otras cruz, solo que en un ordenador cuántico, esos resultados no son totalmente aleatorios, como sucede con las monedas. Los resultados parecen aleatorios, pero no lo son, siguen un patrón, y eso es lo importante.
-¿Entonces usted cree que Google ha alcanzado realmente la supremacía cuantica?
Creo que si, pero ésta es una carrera que no ha terminado. Lo mismo sale alguien en unos meses que con un superordenador normal hace lo mismo, o incluso mas rápido. Para mi, lo importante es que se ha hecho el mejor prototipo hasta ahora. Mucho mejor de los que había. IBM también está muy avanzado y lo mismo cualquier día les adelanta. Se está dedicando mucho esfuerzo a la computación cuántica, y a partir de ahora iremos viendo cada vez más y mejores avances.
«Ésta es una carrera que no ha terminado»
-¿Cuáles son los próximos pasos?
Va a haber mejoras durante los próximos meses o años, pero lo importante ahora es encontrar un problema útil, y no solo académico, que se pueda resolver con los actuales ordenadores cuánticos. Hay muchas aplicaciones posibles, pero necesitan ordenadores cuánticos sin errores. Lo que hay que ver ahora es si con estos prototipos, con errores, se puede o no hacer algo práctico. Y esas tareas serían la solución de problemas de química, de IA, de optimización, de obtención de números aleatorios certificados...
-¿Números aleatorios certificados...?
Si juegas a la lotería sale un número que es aleatorio, pero podrían haberlo trucado. No se pueden certificar. Y lo mismo sucede con otras cosas que dependen de números aleatorios. Los ordenadores cuánticos sí que pueden certificarlos, cosa que hoy por hoy es imposible.
-¿A qué se dedica usted ahora?
Pues, entre otras cosas, precisamente a buscar aplicaciones prácticas para los ordenadores cuánticos.
-Se ha comparado el ordenador de Google al primer vuelo de los hermanos Wright. ¿No cree que resulta algo exagerado?
«El primer avión, el de los hermanos Wright, solo voló durante unos segundos y no tuvo ninguna aplicación práctica»
No, al contrario, es una buena analogía. El primer avión, el de los hermanos Wright, solo voló durante unos segundos y no tuvo ninguna aplicación práctica. Pasaron muchos años antes de tener aviones comerciales. Lo que se demostró es que se podía volar en un aparato más pesado que el aire. Y ahora es lo mismo, se ha demostrado que los ordenadores cuánticos son posibles y reales. Dentro de poco serán mejores, sin errores y volarán como vuelan los aviones de hoy.
-¿Cómo nos cambiarán la vida los ordenadores cuánticos?
Eso es algo muy difícil de predecir. Muchas tareas que hoy no se pueden hacer se harán. Procesos industriales, diseño de materiales, etc. Pero las más importantes están aún por descubrir.