Ya lo dijo el físico ganador del Nobel Richard Feynman: "Si crees que has entendido la mecánica cuántica, es que no has entendido nada". Así que tómense con calma lo que viene a continuación. Hace unas horas, la noticia se ha hecho oficial: Google ha logrado que su ordenador cuántico Sycamore resuelva en 3 minutos y 20 segundos un problema que una computadora convencional hubiera resuelto en unos 10.000 años.
Es lo que se conoce en la comunidad científica como 'supremacía cuántica', el penúltimo grial de la investigación que supone que un problema u operación sólo pueda ser solucionado por un ordenador cuántico, ya que uno convencional tardaría una cantidad de tiempo impracticable. O ni siquiera alcanzaría a hacerlo.
Sundar Pichai, director ejecutivo de Google, ha comparado el logro de su equipo de investigación con lo que supuso el lanzamiento del primer cohete que logró atravesar la atmósfera terrestre y adentrarse en el espacio exterior. "Para los que trabajamos en ciencia y tecnología, es el gran momento que estábamos esperando, el hito más significativo en la búsqueda de transformar en realidad la computación cuántica", ha escrito en su blog después de que los resultados de la investigación hayan sido publicados en la revista Nature.
En el mundo cuántico, una partícula puede ser materia y onda a la vez, puede atravesar una pared como un fantasma o, simplemente, chocar contra ella. O mejor aún, hacer las dos cosas simultáneamente hasta que alguien la observa y se decanta por un estado
¿Qué tiene de especial Sycamore, el ordenador cuántico de Google, para tardar sólo 200 segundos en resolver un cálculo numérico que el computador convencional más potente del mundo resolvería en 10.000 años? Aquí volvemos a Richard Feynman y a la apertura mental requerida para entender -o no entender- cómo opera la mecánica cuántica.
Estas leyes que desafiaron la física de Newton establecen un nuevo funcionamiento que rige la naturaleza y el universo a nivel subatómico y que es imposible de observar en el mundo que tenemos delante de nuestros ojos. En el mundo cuántico, una partícula puede ser materia y onda a la vez, puede atravesar una pared como un fantasma o, simplemente, chocar contra ella. O mejor aún, hacer las dos cosas simultáneamente hasta que alguien la observa y se decanta por un estado. Traducido a la computación, esto significa que, si un ordenador tradicional procesa la información en bits que tienen valor de 0 ó 1, su 'primo' cuántico lo hace con qubits que equivalen a 0 y 1 a la vez. Es lo que se llama superposición, y provoca una ruptura en las fronteras dibujadas antes, porque todas las posibilidades y combinaciones son consideradas en el proceso de resolución.
Lo que ha hecho Google es desarrollar un microprocesador que enlaza un total de 54 qubits. En su experimento, los investigadores han conseguido que 53 de los qubits, conectados entre sí por un patrón entramado, interactúen en este fantástico estado cuántico. "Este incremento dramático de la velocidad en relación a todos los algoritmos clásicos es una manifestación experimental de la supremacía cuántica para esta tarea específica", ha aseverado el equipo de investigación, liderado por la firma de inteligencia artificial Frank Arute de Google.
¿Para qué sirve la computación cuántica?
Sundar Pichai, pese a la celebración después de 13 años de trabajo en este proyecto, advierte de que están en el inicio de lo que supondrá la aplicación de esta tecnología en problemas del mundo real. Aún pasarán años hasta que la computación cuántica tenga algo que decir en asuntos como el cambio climático o las enfermedades. Pero lo hará. "La computación cuántica nos da la mejor oportunidad posible de entender y simular el mundo natural en su nivel molecular. Con este hito estamos un paso más cerca de aplicar la cuántica a, por ejemplo, diseñar baterías más eficientes, fabricar fertilizantes reduciendo energía o encontrar moléculas para sintetizar medicamentos más efectivos", ha explicado el CEO de Google.
Un ordenador cuántico funcionando a pleno rendimiento podría romper fácilmente la criptografía que protege todo lo que nos rodea en el universo digital
Pero más allá de curar el cáncer o desarrollar procesos menos contaminantes, la computación cuántica ha adquirido un valor fundamental en los departamentos de Defensa y Seguridad Nacional de las grandes potencias mundiales por un motivo: la encriptación. Un ordenador cuántico funcionando a pleno rendimiento podría romper fácilmente la criptografía que protege todo lo que nos rodea en el universo digital. Descifraría códigos considerados indescifrables en la actualidad y se convertiría en el espía perfecto. No es casualidad que EEUU y China libren una guerra bastante menos ruidosa por desarrollar el computador cuántico. Sin embargo, el nivel requerido para romper la codificación más compleja en la computación de qubits todavía no está al alcance de ningún gobierno.
La controversia con IBM
El hito anunciado y publicado por Google tuvo hace unos días contestación por parte de IBM, cuando el primer documento sobre su investigación fue filtrado. La empresa tecnológica, rival directo de Google en el desarrollo del ordenador cuántico, ha desmentido que se cumplan las condiciones descritas por el científico John Preskill en 2012 para aludir a la 'supremacía cuántica'. Es decir, que un computador de este tipo logre resolver algo irresoluble por uno ordinario. IBM ha asegurado que los 10.000 años que atribuye Google a su ordenador Summit, el más potente a día de hoy, para resolver la operación conseguida por Sycamore en 3 minutos y 20 segundos, no son tales.
IBM ha explicado que un grupo de sus investigadores ha estimado que Summit podría solucionar la operación realizada por Sycamore no en 10.000 años, sino en dos días y medio. E incluso menos, depurando el algoritmo que utilizan introduciendo mejoras en la programación y en el hardware del ordenador. "Hay que ser muy prudente con las expectativas", advirtió hace unos días Bob Sutor, vicepresidente de estrategia y ecosistema de IBM.
Ahora, con la publicación oficial de los resultados de Google en Nature, será el turno de que IBM publique sus conclusiones. La controversia quedará como una metáfora más del misterioso y surrealista mundo en el que danzan las partículas cuánticas.
