El cálculo cuántico se democratiza para vencer al cáncer

A la computación cuántica le están saliendo muchos novios últimamente. Sin poder considerarlo hype, las grandes tecnológicas están presentando sus investigaciones y aproximaciones para crear (y comercializar) sus ordenadores cuánticos. IBM, Google, Intel y Rigetti están peleando por liderar la batalla. Todas ellas pretenden tener equipos de entre 150 y 300 cúbits para final de este mismo año. Y el gigante japonés Fujitsu, que las miraba de reojo en silencio, ha analizado el panorama y ha decidido adelantarles por la derecha. La computación cuántica es demasiado costosa y compleja; ni siquiera palpable todavía. Y la oferta de Fujitsu pasa por una tecnología de inspiración cuántica que logre resolver problemas (casi) igual de complejos y (casi) igual de rápido en presente y no en futuro con un simple chip.

Digital Annealer es su apuesta para lograrlo. Esta misma semana se ha lanzado comercialmente en Tokio y se ha presentado en el Fujitsu Forum, la gran puesta de largo anual del gigante nipón. "Hay otra forma de hacer computación cuántica que no puede hacer exactamente lo mismo, pero sí es suficiente para los problemas reales de la industria", explica a INNOVADORES Joseph Reger, CTO de Fujitsu en EMEIA.

La aplicación de esta tecnología se circunscribe a problemas de optimización combinatoria. Esto es, simplificando mucho: tengo X opciones para hacer esto. ¿Cuál es la mejor en términos de eficacia, rapidez, menores costes, sencillez o cualquier parámetro que se desee? Para resolver estas operaciones, en lugar de ordenadores cuánticos (con una capacidad inusitada para resolver problemas extremadamente complejos en muy poco tiempo), se puede utilizar el sistema de los Quantum Annealers, es decir, algoritmos del temple cuántico. Y estos annealers son mucho más sencillos que los computadores cuánticos.

La idea de Fujitsu ha sido aplicar esta tecnología para resolver estos problemas operacionales en un hardware que están patentado. "Los ordenadores cuánticos son muy poderosos, pero son caros y costosos de mantener. Nuestro Annealer no es cuántico, pero puede resolver prácticamente los mismos problemas de combinación y optimización operacional", explica Reger. Y lejos de las enormes dimensiones y requerimientos de mantenimiento técnico de los ordenadores cuánticos al uso, su equipo se presenta como un chip que se incorpora a los servidores de la empresa que lo desee. El hardware es de Fujitsu. El procesamiento, de la compañía canadiense especializada en computación cuántica 1QBit, que gestiona en la nube todos estos procesos. Y la investigación se ha hecho en colaboración con la Universidad de Toronto.

"Los procesos no son tan rápidos cómo lo haría un ordenador cuántico y no tan universalmente aplicables", reconoce Reger. Pero la realidad es que la mayoría de los problemas reales de las compañías caben en el campo de trabajo de esta inspiración cuántica. "Una máquina cuántica trabaja con millones de posibilidades. La nuestra permite decenas de miles. Y en la siguiente versión (que se espera par finales de este año) probablemente lleguemos a millones, como en la computación cuántica normal. Y eso es muy interesante par una gran clase de problemas de la industria".

El Digital Annealer promete, tal y como explicó Shigeru Sasaki, CEO de Fujitsu Laboratories, ayudar a encontrar nuevos fármacos, prevenir crisis, entender los principios computacionales del cerebro, mejorar el uso de recursos o resolver problemas cotidianos como el tráfico. Resolver problemas reales.

"Lo que hacemos es coger problemas y opciones y los transformamos en ecuaciones matemáticas. Esta ecuación se dirige al Digital Annealer y este devuelve la respuesta", explica Guillaume Barroux, investigador de los Fujitsu Laboratories. Un caso de uso bien sencillo puede ser el de una empresa de reparto de paquetes. El mensajero tiene que recorrer una ciudad entera con 40 paradas. ¿Cuál es el orden óptimo para que el proceso sea más eficiente? Con una computación normal, el sistema probaría todas las opciones hasta dar con la respuesta adecuada. Con esta capacidad computacional, se agitan todas las piezas del puzle en tiempo real para obtener el resultado adecuado en menor tiempo.

Una de las primeras implementaciones reales ha sido en el campo de la salud. La Universidad de Toronto ya lo está empleando en sus investigaciones contra el cáncer. En tratamientos de radioterapia es fundamental saber qué células exactamente se quieren destruir. Si concentras todo el ataque sin seleccionar matas células malas pero también buenas. Y ahí llega el problema de combinaciones óptimas: averiguar cuáles atacar y en qué direcciones para que el tratamiento sea lo más eficiente posible. Descubrir el mapa de actuación de cada caso puede costar días e incluso semanas. "Con el Digital Annealer lo hemos reducido a minutos", explica Barroux.

Las fábricas de Fujitsu también han sido campo de pruebas para conocer la mejor ruta de cada operario dentro de las mismas. Con la aplicación de este sistema de resolución, han diseñado rutas que han disminuido en un 40% el tiempo que invierten los empleados en emplearse por la fábrica.

"El Digital Annealer está haciendo posible lo imposible. Va a generar un valor que no se puede imaginar", señaló en el Fujitsu Forum Naoko Yoshizawa, responsable de AI Plat-form Business Unit de la compañía. Con el chip ya en el mercado, se acabó la imaginación. Es la hora de los resultados reales.