Texto: Jaime Fernández, Fotografía: Jesús de Miguel - 14 mar 2024 18:09 CET

El propio Ignacio Cirac ha recordado que ha vuelto varias veces a la Facultad, desde que se doctoró en ella, como en el año 2016, cuando inauguró el mismo aula magna donde este 13 de marzo ha impartido la conferencia “Simulación cuántica: realizando el sueño de Feynman”. Ha explicado Cirac que ese sueño de Richard Feynman, que contó en una conferencia de 1981, es que, frente a la opinión de sus contemporáneos, quizás la física cuántica no eraun obstáculo para los problemas de la miniaturización en el desarrollo de los ordenadores, sino que habría que aprovecharla para crear ordenadores cuánticos que fuesen más potentes, o al menos que pudiesen resolver los problemas de la física cuántica.

En el año 2016 la charla de Cirac terminó con las previsiones del momento, que decían que la supremacía cuántica se conseguiría en torno a 2026 o 2027 y que los ordenadores cuánticos, ya escalables, tardarían más de diez años. Aclara Cirac que “la supremacía cuántica es el momento en el que un ordenador cuántico es capaz de resolver un problema que con un ordenador clásico se tardaría mucho más tiempo”, y eso es algo que ya se consiguió en 2019, cuando Google afirmó que lo había conseguido con un pequeño ordenador cuántico y para un problema diseñado específicamente. Por aquel entonces, y un poco antes, aparecían también noticias de que los ordenadores cuánticos nos podrían ayudar en la industria, en el análisis financiero, en muchísimos campos, y además “Google no eran los únicos construyendo este tipo de ordenadores, sino que también lo estaban haciendo otras grandes corporaciones multinacionales”.

También en 2019, de acuerdo con el conferenciante, “hubo un gran salto de inversión privada de 200 millones anuales en tecnologías cuánticas, hasta los 2.500 millones anuales, aunque se piensa que es bastante más”. También aumentó la inversión pública en tecnologías cuánticas en general, del orden de 38.000 millones de dólares, con importantes programas europeos, incluyendo un proyecto naciente en España, pero no sólo para computación cuántica, porque las tecnologías cuánticas están relacionadas también con sistemas de comunicación, detectores, generadores de números aleatorios, e incluso dinero cuántico.

Opina Cirac que “hay una burbuja enorme en torno a este campo, y hay que tener los pies en el suelo para no creer que nos va a resolver todos los problemas de la Humanidad”. De acuerdo con él, las aplicaciones hoy conocidas sirven para resolver problemas específicos, relacionados con la criptografía, lo que permitiría leer todos los mensajes enviados en el mundo; para algunos problemas de optimización, aunque con una ventaja no demasiado grande frente a los ordenadores tradicionales; para el análisis de datos y la Inteligencia Artificial, aunque sin demasiadas aplicaciones prácticas, y para la simulación cuántica, que es donde sí que tienen una ventaja muy especial.

Ordenadores analógicos y simuladores cuánticos

Apuntó Cirac en su conferencia que en problemas como los combinatorios o los que están relacionados con la IA, que son problemas clásicos, donde la memoria no es un problema sí lo es el tiempo de ejecución, que es exponencial, “y ahí la computación cuántica tendrá un gran papel que cumplir, porque, en lugar de bits, se usan qubits, con los que se evita el problema del crecimiento exponencial de memoria”, lo que al parecer es una idea muy sencilla que se puede abordar con ordenadores cuánticos analógicos o digitales. Eso sí, de acuerdo con Cirac, “en la actualidad los digitales tienen muchos errores y no funcionan tan bien como los analógicos”.

Esos ordenadores cuánticos analógicos necesitan algoritmos cuánticos que permitan resolver problemas como la dinámica o el equilibrio térmico con temperatura igual a cero (lo que es difícil incluso para los ordenadores cuánticos). Y, en algunos casos, se pueden sustituir por simuladores cuánticos, que ya se pueden construir con varias tecnologías, como la de átomos en redes ópticas, que es la más avanzada en estos momentos.

Con estos simuladores cuánticos se pueden resolver problemas de la materia condensada, de óptica cuántica, de física de altas energías y de química, y con ellos se han llevado a cabo ya una serie de experimentos, de los que Cirac expuso varios durante su charla, tanto realizados por investigadores del Max Planck como de empresas como IBM.

De acuerdo con Cirac, la simulación cuántica puede resolver problemas científicos de los que no conocemos la respuesta todavía, pero además permitirán tener un mejor conocimiento de los sistemas físicos, descubrir nuevas propiedades y, “lo más importante, servirán para el desarrollo de teorías”.

Pronostica el conferenciante que “dentro de diez o quince años habrá ordenadores cuánticos escalables, y ahí empezará otra historia completamente distinta, porque surgirán nuevos problemas que se tendrán que resolver”.

La conclusión de la charla es que “las tecnologías cuánticas todavía, a pesar de toda la inversión, son un campo de investigación muy básico, porque no sabemos para qué servirán los ordenadores cuánticos, no se sabe cómo escalarlos, no se sabe cómo corregir errores de manera muy eficiente, no se sabe resolver problemas de la comunicación cuántica…”. Y precisamente por todo eso “es un campo muy interesante y con un potencial bastante atractivo, especialmente para los más jóvenes”.