La computación cuántica acelerará la resolución de muchos algoritmos pero no sustituirá por completo a la computación tradicional

Habrá sectores que se verán ampliamente beneficiados por el desarrollo de la computación cuántica, pero esta innovación que está aún en fase de desarrollo no sustituirá por completo, al menos en las próximas décadas, a la computación clásica. Esta ha sido una de las principales conclusiones de la sesión magistral sobre Computación Cuántica organizada por AUSAPE. Sesión en la que han participado como expertos Enric Delgado (CTO de IBM España) y Raúl Herrero (Data Management Specialist en Google), y donde Nacho Santillana (director de Sistemas de Información del Ayuntamiento de Barcelona y presidente de AUSAPE en 2018-19) ha actuado como moderador, con una asistencia que ha alcanzado las 175 personas.

Entre los sectores que podrán mejorar sus prestaciones se encuentra, por ejemplo, la industria farmacéutica. Enric Delgado de IBM ha explicado cómo, por ejemplo, para representar una molécula como la de la cafeína en la computación clásica hacen falta 10⁴⁸ bits, lo que supone el equivalente al 10% de los átomos de la tierra transformados en bits; y para representar la molécula de la penicilina harían falta 10⁸⁶ bits, el equivalente al número de átomos que tiene el universo. Sin embargo, con la computación cuántica esas moléculas podrían ser representadas con solo 160 y 286 qbits respectivamente, un rango de potencia que según este experto la computación cuántica podría alcanzar en apenas unos años.

En una segunda oleada, sectores como la banca que en la actualidad dedica grandes granjas de servidores al cálculo de complejos algoritmos, y más adelante los desarrolladores de Inteligencia Artificial podrían ser otros de los sectores que se podrían beneficiar del desarrollo de la computación cuántica.

Esta innovación, sin embargo, aún se encuentra en fase experimental. Raúl Herrero, de Google, ha mostrado cómo a día de hoy los ordenadores cuánticos requieren aún de grandes hardware similares a los de los primeros ordenadores tradicionales que, además, han de mantenerse en condiciones de frío extremo. Según este experto, los lugares de procesamiento cuántico son ahora mismo los más fríos del planeta, alcanzándose temperaturas cercanas al cero absoluto. La razón, ha explicado, es que cerca de esa temperatura las moléculas se vuelven más estables y no hay tantas vibraciones atómicas.

Cómo funciona la computación cuántica

Ambos expertos han coincidido en señalar que la física cuántica solo es explicable para el público general mediante analogías. En su caso han elegido emplear como símil las monedas. Según han explicado, mientras que en la computación clásica un bit siempre tiene que ser un 1 o un 0, cara o cruz, en computación cuántica un qbit es una moneda lanzada al aire que mientras vuela no se sabe si va a ser un 1 o un 0. Esto permite, han señalado, representar mucha información con pocos recursos. Así, por ejemplo, mientras que para representar en computación tradicional los números entre el 0 y el 999 harían falta miles de monedas, en computación cuántica bastaría con solo diez.

Según Enric Delgado y Raúl Herrero esto es posible por uno de los principios en que se basa la computación cuántica, el de la superposición, que permite que una partícula esté en dos estados a la vez. El segundo principio básico en este tipo de computación, han explicado, sería el entrelazamiento, que permite ligar lo que le pasa a una partícula en estado cuántico con lo que le pasa a otra en ese mismo estado.

Lo que se obtiene con la aplicación de estos principios no es una solución exacta, sino una probable. Por ello es necesario que opere un tercer principio denominado de interferencia que maximiza las opciones de que el resultado obtenido con los cálculos cuánticos sea el deseado.

Como han reconocido estos expertos, la física cuántica ha permitido averiguar que la naturaleza funciona de este modo y replicarla para el desarrollo computacional, pero no se sabe aún explicar el porqué de estos fenómenos cuánticos.

Una tecnología para el futuro

Junto a los expertos de Google e IBM han participado como ponentes en la sesión magistral de AUSAPE José Luis Pérez (director de Operaciones de la consultora Penteo) y los periodistas Manuel Navarro (director de Byte TI), Ambrosio Rodríguez (director de Computing  BPS) y Juan Miguel Revilla (redactor especializado en información tecnológica).

José Luis Pérez ha destacado en su intervención cómo la computación cuántica hará necesario el desarrollo de nuevas habilidades, tal y como sucedió con la computación tradicional, hasta llegar a un punto en el que mientras diseñadores y ensambladores tengan que conocer bien los principios de la física cuántica exista otro amplio grupo de trabajadores que sin tener ese conocimiento puedan desarrollar programas y aplicaciones para estos nuevos ordenadores que ayuden a extender sus usos.

Manuel Navarro, por su parte, ha querido poner el foco en la apuesta por la innovación que están haciendo los diferentes países, con Estados Unidos y China a la cabeza, con cifras de inversión cercanas a los 1.200 millones de dólares anuales. Mientras que España no aparece en la lista de los países inversores a nivel público, aunque sí existen proyectos privados y nuestro país cuenta, ha destacado, con algunos de los principales expertos mundiales en computación cuántica.

Ambrosio Rodríguez ha querido recalcar cómo, pese a algunos pronósticos hechos en los últimos años, parece improbable que la supremacía de la computación cuántica se produzca a corto plazo e incluso cómo lo más probable es que conviva durante muchos años con la computación clásica. Algo en lo que se ha mostrado de acuerdo Juan Miguel Revilla quien ha añadido, además, que parece difícil pensar en una popularización de estos ordenadores similar a la vivida por los ordenadores clásicos y ha apostado por modelos de negocio en los que empresas que hayan invertido en computación cuántica alquilen sus equipos a terceros para realizar una serie de operaciones que por su complejidad la computación clásica no pueda resolver o le lleve más tiempo y recursos.

Por último fue el turno de los asistentes, que enviaron sus preguntas por el chat del evento y que los expertos fueron contestando. Quedó evidente el interés por el tema tratado, y en breve AUSAPE debería plantear tener una segunda sesión.

El dedicado a la computación cuántica ha sido el primer evento del grupo de Innovación de AUSAPE, de reciente creación, el cual está dirigido por Nacho Santillana.