La computadora del futuro llega a España

Tomado de: elmundo.es

Los científicos españoles tendrán por primera vez acceso a ordenadores cuánticos gracias a un acuerdo del CSIC con IBM, que ha desarrollado la primera máquina cuántica comercial

El ordenador del futuro ha llegado a España con la firma por el gigante tecnológico IBM y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) de un acuerdo para la creación de una plataforma con la que «los centros de investigación, instituciones académicas y empresas puedan realizar investigaciones en computación cuántica». La computación cuántica, que todavía está en fase embrionaria, es la siguiente fase del desarrollo de los ordenadores, y permitirá, en un periodo de tiempo de alrededor de una década, la fabricación de máquinas con una capacidad de gestión de datos y realización de operaciones varios miles de veces mayor -y más rápida- que las de los ordenadores convencionales.

Con el acuerdo, el CSIC accederá por medio de la nube a la plataforma IBM Q. Así, los investigadores españoles podrán trabajar con los sistemas de IBM, y, a su vez, facilitar el acceso de potenciales clientes de la empresa a esos sistemas y el desarrollo de la computación cuántica en casos específicos que sean de interés para las empresas. En palabras de la profesora de Tecnologías Disruptivas del IE Business School Elena Yndurain, el acuerdo es posible «porque los investigadores españoles de computación cuántica son un referente mundial».

La explicación más conocida de la computación cuántica fue dada por el primer ministro canadiense, Justin Trudeau, en una rueda de prensa. El vídeo se hizo viral pero lo cierto es que en su exposición el político canadiense demostró, más que su dominio de esta tecnología, su control del marketing político. La clave es que los ordenadores clásicos se basan en los bits, que son corrientes eléctricas que el microprocesador transforma en 1 (cuando hay electricidad) y 0 (cuando no la hay). Con los ordenadores cuánticos, el microprocesador puede estar en 0 y 1 al mismo tiempo. Eso, a su vez, genera la posibilidad de aumentar la capacidad de computación de forma exponencial. Un cúbit tiene dos estados; dos cúbit, cuatro (dos elevado al cuadrado); tres cúbit, ocho (dos elevado al cubo), cuatro cúbit, dieciséis (dos a la cuarta potencia), y así sucesivamente.

TECNOLOGÍA AÚN EMBRIONARIA

Por ahora, el único ordenador de este tipo en el mercado es el fabricado por la empresa canadiense D-Wave, una mole de tres metros y medio de alto con más de 2.000 cúbits. El D-Wave 2000Q, que es el nombre del modelo, cuesta 15 millones de dólares (13,3 millones de euros), aunque en realidad sus capacidades son todavía muy limitadas, ya que se reducen esencialmente a procesos adiabáticos, que solo sirven para procesos de optimización, como, por ejemplo, buscar la mejor ruta entre dos puntos. Todavía nadie sabe cuándo habrá ordenadores cuánticos de cierta envergadura disponibles en el mercado, aunque la industria estima que será entre dentro de 5 y 15 años. Todas las grandes potencias -China, EEUU, Canadá, Japón, la UE- están invirtiendo masivamente en este tipo de tecnología. IBM está apostando por esta tecnología para recuperar el liderazgo tecnológico que ha cedido en los últimos años al perder su posición de liderazgo con la llegada de la nube de Internet, que es en la actualidad la principal fuente de crecimiento parta las empresas del sector.

Las limitaciones del ordenador cuántico son un ejemplo de las dificultades técnicas de mantener la “coherencia cuántica” a lo largo del tiempo. En la actualidad, esa coherencia – que afecta a las propiedades cuánticas de superposición y el entrelazamiento – no se preserva a lo largo del tiempo, y, como consecuencia, limita la calidad y el crecimiento del número de cubits de los ordenadores.

A eso se suma el hecho de que, como señala Yndurain, en computación cuántica “estamos como con los ordenadores clásicos hace varias décadas”. Eso quiere decir que solo recientemente se han desarrollado entornos – de desarrollo – más fáciles de usar, y lenguajes de programación – como el Python – más conocidos. Pero, aun así, el principal problema es que los cálculos tienen que estar basados en la física cuántica, lo que significa cambiar el enfoque de los algoritmos, y en cierto modo, volver a aprender todo el proceso de uso del ordenador.

Las limitaciones del D-Wave son un ejemplo de las dificultades técnicas de los ordenadores cuánticos. Por un lado, está la dificultad de mantener la «coherencia cuántica» a lo largo del tiempo. En la actualidad, esa coherencia -que se basa a su vez en dos elementos, la superposición y el entrelazamiento- no se preserva a partir de un cierto número de cúbits y, como consecuencia, los ordenadores no pueden ejecutar sus funciones.

A eso se suma el hecho de que, como señala Yndurain, en computación cuántica «estamos como con los ordenadores clásicos hace varias décadas». Eso quiere decir que solo recientemente se han desarrollado entornos -como las interfaces – que sean más fáciles de usar, y lenguajes de programación -como el Python- más manejables. Pero, aun así, el principal problema es que los cálculos tienen que estar basados en la física cuántica, lo que significa en muchos casos volver a aprender todos los procesos.

Dado que los ordenadores cuánticos permitirán que la potencia de estas máquinas se dispare hasta extremos inimaginables hoy en día, la lista de sectores de actividad que están tratando de emplear esta tecnología en ciernes es interminable. Hay empresas de automoción, como Volkswagen, Ford y Daimler, que aplican la computación cuántica para la optimización de rutas y nuevos materiales, en, por ejemplo, baterías de coches eléctricos. Grandes bancos -Barclays, Mizuho, JPMorgan o Goldman Sachs- para gestión de activos, trading y análisis de fraude. Airbus tiene una planta dedicada a usar la computación cuántica en el modelado aerodinámico de alas de los aviones. La petrolera ExxonMobil, y las químicas DowDuPont y BASF planean emplearla para desarrollar nuevos plásticos. Empresas de telecomunicaciones (KPN, BT), Internet (Alibaba), y aeroespacio (Lockheed Martin y, de nuevo, Airbus) esperan que los ordenadores cuánticos les ayuden a hacer las comunicaciones más seguras. La lista podría continuar hasta cubrir la práctica totalidad de la actividad económica.

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