Comienza la andadura del nuevo computador cuántico que albergará España, nuevamente en el Barcelona Supercomputing Center (BSC-CNS). Hablamos del MareNostrum-Ona, financiado por la Unión Europea, y en cuya presentación han coincidido el ministro para la Transformación Digital -Óscar López-, la ministra de Ciencia e Innovación -Diana Morant-, el presidente de la Generalitat de Catalunya -Salvador Illa- y el director del BSC, Mateo Valero.

Desarrollado por la empresa española Qilimanjaro Quantum Tech en colaboración con Do IT Now, se trata del primer quantum annealer de la infraestructura de supercomputación del BSC. Este sistema de computación cuántica analógica complementará el ordenador cuántico basado en puertas digitales que ya alberga el centro como parte de la iniciativa Quantum Spain. 

Este ordenador cuántico, que comienza su instalación de forma inmediata, es uno de los ocho sistemas cuánticos impulsados por la UE a través de su programa EuroHPC en diferentes países europeos (Polonia, Chequia, Francia, Alemania, Italia y Luxemburgo), con el objetivo de ofrecer diversidad de plataformas y arquitecturas híbridas que combinen supercomputación clásica y cuántica.

En ese sentido, de su coste total de 8,5 millones de euros, el 50% será financiado por EuroHPC JU y el 50% restante por el consorcio EuroQCS-España, liderado por el BSC y compuesto por el Institut de Física d'Altes Energies (IFAE) de España y el International Iberian Nanotechnology Laboratory (INL) de Portugal.

La instalación de MareNostrum-Ona se producirá en la histórica capilla de la Torre Girona, que ya alberga al emblemático supercomputador MareNostrum. Estará a disposición de la comunidad científica, además de ser también accesible para la industria y el sector público. Su integración con el superordenador MareNostrum 5 permitirá explorar nuevas aplicaciones en ámbitos como la inteligencia artificial, la modelización de sistemas físicos complejos y la simulación de reacciones químicas a nivel cuántico.

Cuántica analógica de 10 cúbits

El MareNostrum-Ona será un sistema de computación cuántica analógica, basado en la tecnología de cúbits superconductores y utilizando el modelo de computación adiabática. En su primera generación contará con al menos 10 cúbits físicos, con la previsión de aumentar tanto el número de qubits como los tiempos de coherencia en futuras actualizaciones.

Los ordenadores cuánticos analógicos, como el MareNostrum-Ona, operan mediante la evolución natural de sistemas cuánticos, aprovechando principios físicos como el túnel cuántico para encontrar soluciones óptimas en problemas complejos, como la optimización y la simulación de procesos físicos. Por el contrario, los ordenadores cuánticos digitales utilizan puertas lógicas cuánticas para ejecutar algoritmos de manera más controlada, similar a los ordenadores clásicos, pero con cúbits en lugar de bits.

Mientras que los sistemas digitales ofrecen mayor flexibilidad y precisión para una amplia gama de aplicaciones, los analógicos pueden ser más eficientes en tareas específicas, como la simulación de moléculas o la resolución de problemas combinatorios.

La batalla por dominar la computación cuántica

Cuando hablamos de computación cuántica, nos referimos a aquellos ordenadores en que se incorporan los distintos estados de los fotones o electrones (las partículas esenciales que se usan en lugar de chips) dentro de un equipo que funcionara con precisión.

Dicho de otro modo: estamos ante máquinas que funcionan por superposición (esto es, cuando dos cúbits -la unidad de medida en este nuevo mundo, el equivalente hiperdesarrollado del bit convencional- presentan los dos valores de forma simultánea, multiplicando su capacidad de procesamiento) y entrelazamiento (de modo que dos o más cúbits estén conectados entre sí).

Según un informe de Research and Markets, para 2026 se destinarán nada menos que 26.450 millones de dólares a computación cuántica. Actualmente, compañías como IBM, Google, Intel, Alibaba, Tencent, D-Wave y Rigetti son las que llevan el protagonismo de esta innovación. Por países, Estados Unidos, China, Japón y Alemania están a la cabeza en estas lides. Y la batalla entre estos contendientes está apenas comenzando, sabedores de la importancia de controlar una tecnología de vanguardia como la que nos ocupa.

En ese sentido, Europa anunció en 2018 una inversión de 1.000 millones de euros anunciados para la próxima décadaa través del Quantum Technology Flasghip.Una cantidad que ha sido aumentada en paralelo por algunos países (Alemania añadió más de 2.500 millones de euros de su propia cosecha), como es el caso español, donde las tecnologías cuánticas figuran en el Plan de Recuperación tras la covid-19, a través de la iniciativa Quantum Flasghip Spain.

A su vez, Estados Unidos cuenta con una Iniciativa Cuántica a nivel nacional, con rango de ley aprobada por el Congreso de EEUU y firmada por Donald Trump en su anterior mandato, con la que se comprometió una inversión de 1.200 millones de dólares en el desarrollo de tecnologías cuánticas a lo largo de la próxima década. De ellos, 625 millones se dedicarán a cinco centros de investigación especializados en todo el país, que a su vez recibirán financiación adicional por valor de otros 340 millones de empresas y universidades.

Por su parte, la computación cuántica era uno de los puntos estrella en el decimotercer plan quinquenal de la República Popular de China. Pero la cosa no se quedó solo en palabras: en 2017, el gobierno comunista anunció la construcción de un laboratorio especializado por valor de 10.000 millones de dólares. Mientras, compañías como Alibaba daban vida a sus propias instalaciones con las que lanzar un ordenador cuántico de uso general con 100 cúbits para el año 2030.