Las computadoras cuánticas
prometen revolucionar la capacidad de hacer cálculos; el impacto
disruptivo puede ser enorme y se reflejará en diferentes áreas de la
sociedad
En
el diccionario de la nueva economía hay un ranking de palabras que se
repiten una y otra vez: innovación y disrupción pican en punta, pero les
sigue los pasos de cerca "exponencialidad", el concepto que alude a una
dinámica de crecimiento en determinados campos de la ciencia y la
tecnología, que ya no es incremental, sino que se va multiplicando por
una razón constante y en forma muy rápida. En el terreno digital, el
ejemplo más conocido de exponencialidad es el de la ley de Moore, que
estableció en 1965 que cada dos años -aproximadamente- se duplicaría el
número de transistores en un microprocesador. La predicción se viene
cumpliendo, pero en la comunidad científica se discute si ya se alcanzó
un límite para esta profecía. El propio Gordon Moore, cofundador de
Intel, hoy de 88 años, expresó sus dudas sobre este camino exponencial
para la capacidad computacional en una entrevista.
En
las últimas semanas, una serie de anuncios de empresas y centros de
investigación revirtió este panorama de dudas y promovió una nueva ola
de entusiasmo sobre el futuro del poder computacional. Si una centésima
parte de lo que se está pronosticando para la "computación cuántica" se
revela cierto, todas las demás tecnologías exponenciales que hoy estamos
viendo (incluida la ley de Moore) quedarían como "cambio chico" en la
comparación.
Las computadoras cuánticas prometen revolucionar la
capacidad de cálculo empleando mecánica cuántica para resolver problemas
millones de veces más rápido que los dispositivos actuales. Las
máquinas tradicionales se sirven de "bits" que representan valores de 0 y
1, y así van armando progresiones lógicas. Los "qubits" -el equivalente
del mundo cuántico- pueden tener los dos valores al mismo tiempo -o
cualquier superposición de ellos-, con lo cual almacenan y procesan
información en forma mucho más rápida, con "atajos" que sus pares no
cuánticos no pueden realizar. Hasta hace pocos años se pensaba que la
computación cuántica era una quimera teórica, pero este mes Google e IBM
prometieron que los primeros ordenadores comerciales de este tipo
estarán disponibles en pocos años.
"Creo
que no es exagerado el entusiasmo que hay con respecto a esta agenda",
cuenta a LA NACION el físico Christian Schmiegelow, director del
Laboratorio de Iones y Átomos Fríos del Grupo de Fundamentos e
Información Cuántica del Departamento e Instituto de Física, UBA y
Conicet. Schmiegelow, de 35 años, trabajó en Alemania en un equipo de
investigación sobre computación cuántica y actualmente tiene un proyecto
en la UBA para construir un simulador cuántico.
"Hoy la discusión ya no pasa por si lo lograremos o no, sino por el timing
del despliegue de estas nuevas tecnologías en el mercado y en la vida
cotidiana. Personalmente creo que veremos el impacto de acá a unos diez
años", explica.
El
impacto, en términos disruptivos, puede ser enorme. "Podremos hacer
simulaciones a nivel subatómico, con lo cual habrá toda una nueva
generación de materiales y medicamentos de diseño", dice el físico. La
promesa cuántica incluye un sistema de encriptación que será inviolable
por leyes de la física (en forma contraria a los de hoy, que dependen de
problemas matemáticos), la construcción de relojes atómicos varias
veces más precisos que los actuales (y por lo tanto, una mejora de la
navegación satelital en varios órdenes de magnitud sentando las bases,
entre otras cosas, para la masificación de vehículos automanejados), y
la multiplicación por millones de la velocidad de los procesos de
machine learning (y por ende la apertura de un nuevo universo de
posibilidades para la inteligencia artificial).
De promesa a realidad
Los
trabajos pioneros de la mecánica cuántica tienen más de un siglo, y
durante décadas constituyó un campo de estudio "raro" por sus
propiedades contraintuitivas y difíciles de imaginar en la vida real
(como estar y no estar al mismo tiempo). En la década del 70, el Nobel
de Física Richard Feynman hipotetizó sobre las posibilidades de una
eventual computadora cuántica. "En 2010, hace sólo siete años, el
consenso mayoritario era de desazón: muchos pensaban que se trataba de
un sueño imposible. Hoy ese panorama se invirtió", agrega Schmiegelow.
Distintas empresas y centros de investigación hoy se encuentran en una carrera para completar un modelo que opere con 50 qubits
o más. El número 50 no es caprichoso: se lo considera el nivel de
"supremacía cuántica" a partir del cual las computadoras tradicionales
quedarían prácticamente obsoletas por su lentitud. En paralelo, se busca
desarrollar un "ecosistema" de aplicaciones sobre esta plataforma para
impulsar un desarrollo más rápido cuando llegue la instancia de salir al
mercado. IBM, por caso, sigue aquí un modelo similar al que acompañó
con su proyecto Watson de inteligencia artificial: libera en forma
gratuita una primera versión rudimentaria de computadora cuántica para
los desarrolladores que quieran empezar a experimentar con este nuevo
rango de posibilidades.
"La computación cuántica tiene un
potencial enorme, le daría a los científicos la posibilidad de hacer
cálculos complejos a alta velocidad y así acceder a información que
nunca pensaron tener y resolver problemas que antes parecían
irresolubles como el cambio climático, el hambre o desafíos para la
medicina y la agricultura", explica Diego Bekerman, director de
Microsoft Argentina.
"Detrás de la computación cuántica también
está la nube, una evolución de la nube tradicional similar a la
evolución de los teléfonos celulares tradicionales a los smartphones.
Es una nube más poderosa que permitiría a las computadoras recrear
sistemas físicos y acelerar procesos como, por ejemplo, el desarrollo de
medicamentos", agrega Bekerman. En el laboratorio Station Q, los
investigadores de la firma fundada por Bill Gates trabajan desde hace
diez años en proyectos de investigación cuántica.
¿Qué
posibilidades tiene la Argentina de jugar un rol relevante en este
campo? "Nuestro país es fuerte en teoría de diseño de algoritmos desde
los inicios; tenemos una amplia tradición en la agenda cuántica con
equipos de la UBA, de La Plata, de la Unqui y de otros centros", dice
Schmiegelow. A nivel local no se está apuntando a construir una
computadora cuántica (por un tema de costos), pero sí a varias
tecnologías asociadas. Sucede algo parecido a lo ya comentado en esta
columna con otros avances exponenciales en el campo de la biología
computacional, como la herramienta de diseño genético Crispr: excelente
capital humano, poca plata, apuesta a un leap frog (salto de rana) que
permita aprovechar al máximo estas tecnologías lo antes posible cuando
se abaraten.
Y ahora así, a tono con este universo incipiente,
esta nota termina acá y no termina el mismo tiempo. Paradojas de la
dimensión cuántica a la que habrá que acostumbrarse.