Con poco más de 30 años, Alba Cervera es investigadora del Barcelona Supercomputing Center (BSC) y la coordinadora de Quantum Spain, el proyecto que el Gobierno español ponía en marcha en 2021 y con el que nuestro país quiere dejar de ser un mero espectador y estar sentado en la mesa en la que se marque el futuro de la computación cuántica.

“Europa dejó pasar la carrera por la producción y desarrollo de chips. Ahora está trabajando y, en mi opinión, lo está haciendo bien, por que no ocurra lo mismo en la computación cuántica y, de hecho, yo creo que puede liderar perfectamente este campo”, afirma. Y es que, como explica, es precisamente el momento de intentarlo; el estado tan inicial de esta tecnología y el hecho de que aún existan tantos desafíos por resolver, hacen posible que “cualquiera pueda tomar la delantera en cualquier momento”.

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Por eso y ya centrándonos en España, para Alba Cervera es tan importante el proyecto Quantum Spain: “Yo creo que al final lo realmente importante es 'estar en la mesa' y es lo que con Quantum Spain estamos tratando de conseguir para España; gracias a tener proyectos de este calibre, se nos invita, sabemos qué ocurre y se cuenta con nuestra opinión”. Un paso previo para que, en el futuro de la computación cuántica, “no seamos exclusivamente clientes y seamos también proveedores”, añade.

Pero, empezando por el principio, para entender qué es exactamente la computación cuántica hay que tomar como punto de partida la física cuántica o, como explica, la forma en la que realmente se mueve nuestro mundo, afirma Alba Cervera: “Todo el universo está hecho de piezas microscópicas que tienen esa capacidad cuántica. Por tanto, si queremos realmente entender todos estos engranajes, cómo funciona el universo y la naturaleza, deberemos simularlo a pequeña escala para cada vez ser más precisos y entender mejor cómo son estas interacciones entre átomos”.

Medicina personalizada o nuevos materiales

Esta mayor comprensión del mundo que nos rodea y su física que nos permitiría la computación cuántica podrá aplicarse a ámbitos tan diversos como la química o la medicina, explica: “El universo está hecho de piezas microscópicas con esa capacidad cuántica. Por ello, si queremos realmente entender todos estos engranajes, cómo funciona el universo y la naturaleza, deberemos simularlo a pequeña escala para cada vez ser más precisos y entender mejor cómo son estas interacciones entre átomos. Comprender las relaciones entre moléculas, átomos y otros elementos nos permitirá encontrar nuevas reacciones que den paso a una química más avanzada y, con ello, elaborar medicamentos más personalizados o crear nuevos materiales que sean mejores conductores de la electricidad, del calor o más magnéticos… Todo eso es lo que podremos conseguir con la computación cuántica”.

Otra aplicación que, como señala, podría tener esta computación y que transformaría radicalmente un ámbito tan estratégico como el de la ciberseguridad es la criptografía. “Un ordenador cuántico en teoría puede factorizar números de forma eficiente; eso es muy peligroso, ya que estamos hablando de que sí hay un ordenador cuántico, lo suficientemente grande, la criptografía como la conocemos en la actualidad no serviría para nada”. Por ello, apunta, se están empezando a cambiar todos los algoritmos de encriptación precisamente para que, cuando lleguen los ordenadores cuánticos, no haya problemas. “Si yo quiero diseñar un coche autónomo, este tendrá que ir encriptado y, claro, no quiero que solo dure un año. Tienes que asegurar que esa seguridad es correcta ahora y también dentro de 15 años”.

Eso sí, Alba Cervera quiere dejar algunos mensajes claros como el hecho de que los ordenadores cuánticos no van a ser la varita mágica con la que solucionar cualquier problema complejo que imaginemos “sino para tareas muy concretas” y que, en ningún caso, van a sustituir a los super ordenadores. “Del mismo modo que no usamos super ordenadores para enviar un WhastApp porque no nos hace falta esa altísima capacidad de cálculo, no vamos a utilizar ordenadores cuánticos para aquellas aplicaciones que no lo requieran. Es para aquellas concretas en la que sí que la computación tradicional se nos queda corta”.

Un largo camino por recorrer

Eso sí, las enormes puertas que la computación cuántica podrá abrir aún son lejanas. Son muchos los desafíos que aún deben superarse. “Al final los ordenadores cuánticos, los reales, no dejan de ser tecnología experimental que tiene errores. Hoy todavía hay muchas limitaciones y varios retos. Por un lado, descubrir nuevas aplicaciones y nuevos algoritmos pero también, a nivel del hardware, es necesaria la construcción de ordenadores escalables, donde podamos tener miles de cúbits (los bits cuánticos), algo a día de hoy muy difícil”.

Y es que, como explica la coordinadora de Quantum Spain, el ordenador cuántico que están desarrollando GMV y Quilimanjaro Quantun Tech, para entregar al Barcelona Supercomputing Center está previsto que tenga un volumen cuántico de 30 cúbits, una cantidad inferior a la que se barajan en otros proyectos como los que Google o IBM tienen en este campo pero que, para Alba Cervera no es lo más importante: “El objetivo de Quantum Spain no es competir con otros computadores cuánticos en número de cúbits. Queremos calidad antes que cantidad”.

Pero, como además señala Cervera, además del hardware, hay otros retos que resolver para que la computación cuántica avance como debe como es disponer de cúbits de calidad. “De nada me sirve tener cientos de millones de cúbits si resulta que sus tiempos de coherencia, que es el tiempo que te da para aplicar todas las operaciones que tengas que aplicar hasta que termina tu algoritmo, son demasiado cortos o si hay ruido, es decir, errores”.

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Para solventar algunos de estos problemas se están investigando especialmente en la llamada corrección cuántica de errores pero, de nuevo, para poder hacer esa corrección es necesario disponer de un volumen de cúbits mayor del que se tiene hoy. “Son muchas cosas a la vez y obviamente es un reto gigantesco”, reconoce Alba Cervera que tampoco esconde cómo la falta de talento es una de sus preocupaciones. Por ello, junto a la investigación, el desarrollo de la infraestructura y el acceso a la computación cuántica de todo aquel que lo precise, uno de los objetivos de Quantum Spain es la formación a través del programa TalentQ.

“Es esencial que demos a conocer la computación cuántica pero, sobre todo, que logremos captar el interés de profesionales no solo de la física sino de otros campos para que se sumen a esta carrera por el ordenador cuántico”. Y es que para desarrollar “algo así”, explica Cervera, “necesitas muchos tipos de tecnologías, no solo que tengan aplicaciones en cuántica”.

Imagen del Marenostrum 4 Alba Cervera

“Por ejemplo, en el caso del ordenador cuántico, necesitamos enfriar los chips cuánticos y para ello gente que sepa de criogenia; necesitas también mandar una serie de impulsos eléctricos al chip cuántico, luego leerlos, etc. y ahí necesitas ingenieros electrónicos y de telecomunicaciones… O sea que además del físico teórico y el físico experimental, necesitas muchos más perfiles. Y, sobre todo, es que de nada sirve construir este ordenador cuántico si luego nadie lo usa. Por todo esto necesitamos atraer a profesionales de otros campos y explicarles que puedes ayudarle en sus necesidades computacionales y cómo”.

A la espera de recibir el primer chip cuántico en las próximas semanas por parte de la startup Qilimanjaro Quantum Tech, responsable de la construcción del ordenador cuántico junto a la compañía tecnológica española GMV, Alba Cervera está entusiasmada. “Voy a formar parte de un hito en la historia y eso es apasionante”, afirma al tiempo que asegura que en computación cuántica, nuestro país está haciendo las cosas bien.

“Mira si lo estamos haciendo bien que España acogerá también otro computador cuántico, del proyecto europeo EuroHPC. Es decir, vamos a tener integrados en el superordenador Marenostrum 5 dos ordenadores cuánticos y, desde el BSC, garantizaremos el acceso público y gratuito a esta tecnología a todos los investigadores, empresas y usuarios en general que quieran acercarse a ella. Es un 'ahora o nunca' y creo que estamos trabajando para que, como decía antes, Europa y España sí puedan jugar el papel protagonista que merecen en el futuro de la computación cuántica”.