¿Qué podemos esperar de la computación cuántica?

Google dice haber logrado la supremacía cuántica. Asegura haber demostrado lo que hasta ahora no era más que teoría: que se puede crear un ordenador que se rija por principios de la física atómica y que su capacidad de cálculo deja en ridículo a las mejores supercomputadoras de la actualidad.

Según publicó en la revista Nature el equipo de investigadores del gigante tecnológico, su nuevo ingenio ha sido capaz de realizar en tres minutos y veinte segundos una operación (el cálculo de números aleatorios) que a los ordenadores convencionales más potentes les llevaría miles de años. IBM, el gran competidor de Google en la carrera por lograr desarrollar un ordenador cuántico, le ha quitado hierro al asunto: asegura que su mejor supercomputador es capaz de realizar el mismo cálculo en dos días y medio.

El de Google no sería un hito menor. El potencial de la computación cuántica es enorme, aunque estaríamos justo al principio de su prometedora carrera. Tal y como explica el científico español Juan Ignacio Cirac, director del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica, lo que se acaba de conseguir sería equivalente al primer vuelo de los hermanos Wright. Desde que se demostró que un aparato tripulado podía volar cien metros hasta que surgieron las aerolíneas comerciales debieron pasar décadas. Lo mismo sucederá previsiblemente con los ordenadores cuánticos.

Cómo funciona un ordenador cuántico

Sería de una temeridad pasmosa pretender explicar el funcionamiento de un ordenador cuántico sin ser siquiera licenciado en físicas. Con todo, la idea fundamental que está detrás de esta tecnología es la mecánica cuántica, según la cual las partículas subatómicas pueden estar en varios estados a la vez. Llevado a la informática, eso supone que pasamos de tener bits (1 y 0) a qubits (1, 0 o 1 y 0 a la vez). La potencia de cálculo, dicen los expertos, aumenta así exponencialmente: los qubits pueden realizar muchas más operaciones al mismo tiempo que los bits convencionales.

Eso es importante, porque la famosa Ley de Moore, según la cual la potencia de las computadoras se duplica cada dos años, va camino de topar con los propios límites de la naturaleza. Los transistores, donde se alojan las corrientes que en informática se traducen como 1 y 0 o bits, pueden llegar a medir tan solo 10 nanómetros (diez milmillonésimas partes de un metro). Los átomos miden algo menos de 1 nanómetro. Necesitamos otra estrategia distinta a la miniaturización si queremos seguir aumentando la potencia de los ordenadores.

Tanisha Bassan, experta de la Fundación Innovación Bankinter y desarrolladora de computación cuántica en la startup Zapata Computing fundada en Harvard, puso este año un ejemplo muy gráfico durante el Future Trends Forum dedicado a Intelingencia Artificial para explicar las propiedades de la computación cuántica. “Imaginen una biblioteca con millones y millones de libros. Si marco con una X la página de uno de ellos y le pido a un superordenador que la encuentre, le llevará muchísimo tiempo porque tendrá que revisar todas las páginas de todos los libros, una por una. Un ordenador cuántico, en cambio, sería capaz de revisar todos esos libros a la vez”, explicó.

Aplicaciones de la computación cuántica

¿Para qué podemos querer un ordenador cuántico? Para resolver problemas muy complejos. A medida que aumenta el tamaño de los números y de las bases de datos, el rendimiento de los ordenadores convencionales cae. Y ese, el del big data, es el mundo en el que vivimos hoy. La computación cuántica podría hacer que las búsquedas en grandes bases de datos no indexadas pudieran resolverse con muchísima rapidez. Uno de los límites de la progresión del machine learning suele ser la cantidad de tiempo necesaria para entrenar a los algoritmos: la computación cuántica podría revolucionar esta tarea. La criptografía compleja, como la usada en blockchain, también podría conocer una nueva era cuando echen a andar estos nuevos ordenadores.

Calcular rutas de vehículos en tiempo real teniendo en cuenta el resto del tráfico, investigar nuevos materiales, desarrollar simulaciones complejas… Las aplicaciones potenciales de la computación cuántica son tan amplias como las expectativas puestas en ella. ¿Serán merecidas?