IBM abre la veda del 'internet cuántico' y los computadores de más de 1.000 cúbits

Allá por 2018, durante un evento en Las Vegas, Arvind Krishna hizo una declaración cuasi profética al mundo: "Estamos ante uno de los momentos clave en la historia, el del despegue de la computación cuántica práctica".

"Ahora tenemos un prototipo de dos elevado a 50, pero imagínate cuando logremos computadoras en una base de dos elevado a 200. Eso significará que ese ordenador tendrá más estados computacionales que partículas existen en el universo", adelantaba Krishna.

En aquel momento, Krishna era el máximo responsable de IBM Research. Ahora es el todopoderoso capo del Gigante Azul. Y aquella aspiración que parecía descabellada, figura en estos momentos como una de las dos grandes prioridades de la casa, con permiso de la nube híbrida.

Gran parte de las 9.130 patentes que IBM registró en suelo estadounidense durante 2020 tuvieron el mundo cuántico como telón de fondo. Una labor investigadora que sitúa a esta multinacional en la primera línea de esta tendencia, junto a otros grandes nombres como Google o Alibaba.

En cualquier caso, el camino no está siendo de rosas ni mucho menos. En aquel ya lejano 2018, IBM y la mayoría de sus contendientes estaban inmersas en una carrera de promesas sobre el número de cúbits (la unidad de medida en estos lares) que a la postre ha resultado demasiado ambiciosa. Todas ellas pretendían tener equipos de entre 150 y 300 cúbits para final de ese mismo año

Pongamos el caso propio de IBM: anunció su primer ordenador cuántico en 2016, con apenas 5 cúbits. Un año después, hizo lo propio con uno de 16 cúbits, seguido seis meses después por otro de 20 cúbits de capacidad. En aquel 2018, su mejor computador cuántico universal (esto es, diseñado con un propósito general) tenía 50 cúbits.

Y sin embargo, en estos casi tres años que han transcurrido desde la ponencia estelar de Krishna, la tecnología apenas ha evolucionado hasta los 65 cúbits con que cuenta su actual computador cuántico. 

Es cierto que por el camino se han conseguido grandes logros. No hay más que recordar la declaración de la supremacía cuántica por parte de Google y su equipo de 54 cúbits, capaz de resolver en 200 segundos una tarea que le hubiera requerido 10.000 años al superordenador más potente del mundo.

Pero resulta llamativa la escasa evolución en el número de cúbits. Máxime cuando IBM sigue prometiendo un escalado brutal de esta cifra: 127 cúbits para este 2021, 433 para 2022 y más de 1.000 para 2023. Sumando además la potencia de varios de estos computadores en una suerte de "internet cuántico", tal y como ha adelantado esta semana Heike Riel, jefa de Ciencia y Tecnología de IBM Research Europa.

La obsesión por la cantidad

Vaya por delante un aviso importante: como en muchas cosas de la vida, la cantidad sin calidad no sirve de nada. 

El investigador español Ignacio Cirac, uno de los pioneros en estas lides y sempiterno candidato al Premio Nobel, nos lo ha dejado bastante claro: "Tengo que admitir que estoy preocupado por los mensajes que están transmitiendo las empresas, de que esto va a llegar mañana... Están creando esperanzas cuando hay que ser más precavidos".

Su colega en el Instituto Max Planck, Inmanuel Bloch, es más contundente: "El número es completamente irrelevante: si alguien viene y te dice que tiene 100 cúbits, puede que ese sistema sea peor que uno de ocho porque no se trata de una medición de la calidad. Es completamente estúpido e irrelevante, no hay que caer en la trampa de la cantidad de los cúbits, sino en la calidad de los mismos"

El problema es que la industria todavía lucha contra dos barreras sustanciales. La primera, hacer sistemas cada vez más grandes manteniendo la calidad de los cúbits.

"Nosotros hemos hecho en el laboratorio sistemas de 200.000 cúbits, pero nunca hemos compartido ese número porque no se puede comparar. Entiendo que los intereses de la ciencia y los departamentos de marketing de las empresas funcionan distinto, pero no debemos caer en la trampa", me comentaba Bloch en una entrevista para D+I.

La refrigeración, eterna disputa

El segundo, tiene que ver con la refrigeración. A mayor tamaño de los computadores cuánticos, mayor debe ser la capacidad de enfriar estos equipos. Y no podemos olvidar que no estamos hablando de un simple ventilador.

Los ordenadores cuánticos funcionan a temperaturas ultrafrías que rondan el cero absoluto (mucho más frío que la temperatura que hay en el espacio exterior). Y ello supone no sólo un coste económico que dificulta la democratización de esta tecnología, sino un desafío mayúsculo a nivel de materiales y escalado de los sistemas de refrigeración.

Actualmente, y volviendo al caso de IBM, su ordenador emplea circuitos superconductores con base de silicio, integrados dentro de un tanque refrigerador para mantenerlo por debajo de la temperatura adecuada y para evitar vibraciones o interacciones mecánicas.

Pero si queremos seguir multiplicando su potencial (no sólo en cuanto al número de cúbits, sino también respecto al volumen cuántico), estos ordenadores necesitan una refrigeración distinta. 

Heike Riel habla ya de una nueva tecnología de superrefrigeración que el Gigante Azul está desarrollando bajo el nombre en clave de 'Golden Eye' (sí, como la mítica película de 007). Se trataría de una suerte de cubículo de grandes dimensiones que se mantendría a estas temperaturas extremas, en lugar de enfriar los componentes de forma directa.