El sueño cuántico hace que lo exponencial sea "cambio chico"

Las computadoras cuánticas prometen revolucionar la capacidad de hacer cálculos; el impacto disruptivo puede ser enorme y se reflejará en diferentes áreas de la sociedad

Por Sebastián Campanario, LA NACION, DOMINGO 26 DE MARZO DE 2017

En el diccionario de la nueva economía hay un ranking de palabras que se repiten una y otra vez: innovación y disrupción pican en punta, pero les sigue los pasos de cerca "exponencialidad", el concepto que alude a una dinámica de crecimiento en determinados campos de la ciencia y la tecnología, que ya no es incremental, sino que se va multiplicando por una razón constante y en forma muy rápida. En el terreno digital, el ejemplo más conocido de exponencialidad es el de la ley de Moore, que estableció en 1965 que cada dos años -aproximadamente- se duplicaría el número de transistores en un microprocesador. La predicción se viene cumpliendo, pero en la comunidad científica se discute si ya se alcanzó un límite para esta profecía. El propio Gordon Moore, cofundador de Intel, hoy de 88 años, expresó sus dudas sobre este camino exponencial para la capacidad computacional en una entrevista.

En las últimas semanas, una serie de anuncios de empresas y centros de investigación revirtió este panorama de dudas y promovió una nueva ola de entusiasmo sobre el futuro del poder computacional. Si una centésima parte de lo que se está pronosticando para la "computación cuántica" se revela cierto, todas las demás tecnologías exponenciales que hoy estamos viendo (incluida la ley de Moore) quedarían como "cambio chico" en la comparación.

Las computadoras cuánticas prometen revolucionar la capacidad de cálculo empleando mecánica cuántica para resolver problemas millones de veces más rápido que los dispositivos actuales. Las máquinas tradicionales se sirven de "bits" que representan valores de 0 y 1, y así van armando progresiones lógicas. Los "qubits" -el equivalente del mundo cuántico- pueden tener los dos valores al mismo tiempo -o cualquier superposición de ellos-, con lo cual almacenan y procesan información en forma mucho más rápida, con "atajos" que sus pares no cuánticos no pueden realizar. Hasta hace pocos años se pensaba que la computación cuántica era una quimera teórica, pero este mes Google e IBM prometieron que los primeros ordenadores comerciales de este tipo estarán disponibles en pocos años.

"Creo que no es exagerado el entusiasmo que hay con respecto a esta agenda", cuenta a LA NACION el físico Christian Schmiegelow, director del Laboratorio de Iones y Átomos Fríos del Grupo de Fundamentos e Información Cuántica del Departamento e Instituto de Física, UBA y Conicet. Schmiegelow, de 35 años, trabajó en Alemania en un equipo de investigación sobre computación cuántica y actualmente tiene un proyecto en la UBA para construir un simulador cuántico.

"Hoy la discusión ya no pasa por si lo lograremos o no, sino por el timing del despliegue de estas nuevas tecnologías en el mercado y en la vida cotidiana. Personalmente creo que veremos el impacto de acá a unos diez años", explica.

El impacto, en términos disruptivos, puede ser enorme. "Podremos hacer simulaciones a nivel subatómico, con lo cual habrá toda una nueva generación de materiales y medicamentos de diseño", dice el físico. La promesa cuántica incluye un sistema de encriptación que será inviolable por leyes de la física (en forma contraria a los de hoy, que dependen de problemas matemáticos), la construcción de relojes atómicos varias veces más precisos que los actuales (y por lo tanto, una mejora de la navegación satelital en varios órdenes de magnitud sentando las bases, entre otras cosas, para la masificación de vehículos automanejados), y la multiplicación por millones de la velocidad de los procesos de machine learning (y por ende la apertura de un nuevo universo de posibilidades para la inteligencia artificial).

De promesa a realidad

Los trabajos pioneros de la mecánica cuántica tienen más de un siglo, y durante décadas constituyó un campo de estudio "raro" por sus propiedades contraintuitivas y difíciles de imaginar en la vida real (como estar y no estar al mismo tiempo). En la década del 70, el Nobel de Física Richard Feynman hipotetizó sobre las posibilidades de una eventual computadora cuántica. "En 2010, hace sólo siete años, el consenso mayoritario era de desazón: muchos pensaban que se trataba de un sueño imposible. Hoy ese panorama se invirtió", agrega Schmiegelow.

Distintas empresas y centros de investigación hoy se encuentran en una carrera para completar un modelo que opere con 50 qubits o más. El número 50 no es caprichoso: se lo considera el nivel de "supremacía cuántica" a partir del cual las computadoras tradicionales quedarían prácticamente obsoletas por su lentitud. En paralelo, se busca desarrollar un "ecosistema" de aplicaciones sobre esta plataforma para impulsar un desarrollo más rápido cuando llegue la instancia de salir al mercado. IBM, por caso, sigue aquí un modelo similar al que acompañó con su proyecto Watson de inteligencia artificial: libera en forma gratuita una primera versión rudimentaria de computadora cuántica para los desarrolladores que quieran empezar a experimentar con este nuevo rango de posibilidades.

"La computación cuántica tiene un potencial enorme, le daría a los científicos la posibilidad de hacer cálculos complejos a alta velocidad y así acceder a información que nunca pensaron tener y resolver problemas que antes parecían irresolubles como el cambio climático, el hambre o desafíos para la medicina y la agricultura", explica Diego Bekerman, director de Microsoft Argentina.

"Detrás de la computación cuántica también está la nube, una evolución de la nube tradicional similar a la evolución de los teléfonos celulares tradicionales a los smartphones. Es una nube más poderosa que permitiría a las computadoras recrear sistemas físicos y acelerar procesos como, por ejemplo, el desarrollo de medicamentos", agrega Bekerman. En el laboratorio Station Q, los investigadores de la firma fundada por Bill Gates trabajan desde hace diez años en proyectos de investigación cuántica.

¿Qué posibilidades tiene la Argentina de jugar un rol relevante en este campo? "Nuestro país es fuerte en teoría de diseño de algoritmos desde los inicios; tenemos una amplia tradición en la agenda cuántica con equipos de la UBA, de La Plata, de la Unqui y de otros centros", dice Schmiegelow. A nivel local no se está apuntando a construir una computadora cuántica (por un tema de costos), pero sí a varias tecnologías asociadas. Sucede algo parecido a lo ya comentado en esta columna con otros avances exponenciales en el campo de la biología computacional, como la herramienta de diseño genético Crispr: excelente capital humano, poca plata, apuesta a un leap frog (salto de rana) que permita aprovechar al máximo estas tecnologías lo antes posible cuando se abaraten.

Y ahora así, a tono con este universo incipiente, esta nota termina acá y no termina el mismo tiempo. Paradojas de la dimensión cuántica a la que habrá que acostumbrarse.