EscucharLa atención se centra en la actualidad en la inteligencia artificial, pero tres anuncios recientes dirigen la mirada ahora hacia la computación cuántica, en medio de la carrera por esta tecnología entre las empresas emergentes y las compañías más grandes y reconocidas a nivel global.
La industria espera que la comercialización de soluciones y servicios de computación cuántica ocurra antes de 2035.
¿Qué anunciaron Amazon, Google y Microsoft recientemente? ¿Cuáles soluciones serán posibles de cara a los diferentes sectores y a los usuarios?
“Dimos un paso atrás y dijimos: ‘Está bien, inventemos el transistor para la era cuántica. ¿Qué propiedades debe tener?‘”, dijo Chetan Nayak, miembro técnico de Microsoft. “Y así es como en realidad llegamos aquí: es la combinación particular, la calidad y los detalles importantes en nuestra nueva pila de materiales lo que ha permitido un nuevo tipo de qubit y, en última instancia, toda nuestra arquitectura”.
La computación cuántica se basa en qubits o bits cuánticos, que tienen mayor capacidad y velocidad, superponen una gran cantidad de valores y realizan varias operaciones a la vez. Se puede también fabricar chips o procesadores más pequeños y veloces que los transistores convencionales.
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Pero los qubits son frágiles y susceptibles al “ruido” o perturbaciones como el calor y las vibraciones, lo que provoca se salgan de su estado cuántico. Los errores pueden ser mayores conforme se abordan problemas y los sistemas cuánticos aumentan. En los tres casos, precisamente, se anunciaron chips diseñados para correcciones de errores.
Otra firma que trabaja en esta tecnología desde hace años es IBM, que en 2023 tenía una red de 250 compañías y universidades con suscripción para usar sus equipos cuánticos.
Anuncios y avances
Por orden alfabético, estos son los avances anunciados por las tres firmas:
Ocelot de Amazon
A través de su firma de computación en la nube Amazon Web Services (AWS), la compañía presentó su primer chip de computación cuántica, denominado Ocelot.
El chip reduciría los costos para disminuir errores cuánticos hasta en un 90%. Pero es solo un prototipo, “no un sistema cuántico completo”. La firma espera que, una vez que se tenga el componente básico, se podrá ampliar a un mayor tamaño.
“Miramos cómo otros se acercaban a la corrección de errores cuánticos y decidimos tomar un camino diferente”, dijo Oskar Painter, director de AWS de Quantum Hardware
Aunque Amazon inició su ruta a la computación cuántica hace cinco años, el lanzamiento es parte de su esfuerzo para que las empresas se sumen.
El año pasado, la empresa lanzó un programa de asesoramiento y antes, en 2019, anunció un servicio basado en la nube llamado Amazon Braket, que permite a las empresas desarrollar y probar algoritmos cuánticos en simulaciones.
Willow de Google
En diciembre pasado, Google presentó su chip cuántico llamado Willow, que según la firma “amplía los límites de la tecnología” y sería capaz de realizar en cinco minutos un cálculo que a las supercomputadoras más rápidas del mundo les tomaría 10 cuatrillones de años completar.
El chip, además, reduciría las tasas de error a medida que se aumenta el número de qubits, mediante la aplicación de protocolos avanzados de corrección de errores, como el código de superficie.
Cuenta con 105 qubits y puede retener una excitación (estado cuántico en el que un sistema tiene más energía que su estado fundamental o estacionario) durante casi 100 microsegundos, lo que es cinco veces mejor que su hardware anterior.
En mecánica cuántica, los sistemas cuánticos pueden existir en diferentes niveles de energía. Cuando un sistema está en un estado de excitación significa que se encuentra en un nivel superior de energía.
Majorana 1 de Microsoft
Los investigadores de Microsoft anunciaron un avance que aprovecha un nuevo estado de la materia y podría sustentar ordenadores cuánticos más potentes. El chip, llamado Majorana 1, emplea un superconductor topológico para producir bloques de construcción.
Microsoft dijo que ampliaría el chip, que cabe en la palma de la mano, para que contenga un millón de qubits. No indic cuánto tiempo tomaría eso. El chip está construido con una clase innovadora de materiales llamados topoconductores.
Este tipo de materiales permite crear superconductividad topológica, un nuevo estado de la materia que antes sólo existía en teoría.
Microsoft aseguró que su enfoque simplifica la corrección de errores cuánticos a través de mediciones activadas por pulsos digitales simples, los cuales conectan y desconectan puntos cuánticos de nanocables. Este control digital hace que sea práctico administrar la gran cantidad de qubits necesarios para aplicaciones del mundo real.
Aplicaciones
Los nuevos avances en computación cuántica presentados por Amazon, Google y Microsoft, juntos a los de otras firmas, abrirían el camino para el desarrollo de equipos utilizables y escalables para diferentes tipos de desarrollos.
Lo que en la actualidad requiere miles de millones de dólares en exhaustivas búsquedas y experimentos de laboratorio, podría encontrarse mediante cálculos en una computadora cuántica, según han explicado estas empresas.
—Descubrimiento de fármacos, modelización del clima, optimización financiera, cifrado de datos y producción de mejores baterías.
—Realizar simulaciones complejas del mundo físico que son casi imposibles con los superordenadores actuales.
—Procesar números de manera distinta a la de las computadoras ordinarias y realizar cálculos de órdenes de magnitud más rápido.
—Generar innovaciones como materiales autorreparadores que reparen grietas en puentes, partes de aviones, pantallas de teléfonos rotas o puertas de automóviles.
—Mapear de manera matemática cómo se comporta la naturaleza con mayor precisión, desde las reacciones químicas hasta las interacciones moleculares y las energías enzimáticas.
—Encontrar un catalizador único que pueda descomponer los plásticos y limpiar los microplásticos o abordar la contaminación por carbono.
—Calcular las propiedades de dichos catalizadores para descomponer los contaminantes en subproductos valiosos o desarrollar alternativas no tóxicas.
—Aprovechar de manera más efectiva las enzimas, una especie de catalizador biológico, en la atención médica y la agricultura, gracias a cálculos precisos sobre su comportamiento.
—Conducir a avances en fertilidad del suelo para aumentar los rendimientos o promover el crecimiento sostenible de alimentos en climas severos.
—Permitir a ingenieros, científicos, empresas y otros diseñar innovaciones de manera correcta en todo tipo de campos, desde la atención médica hasta el la agricultura.
—Combinada con la inteligencia artificial, permitiría describir qué tipo de nuevo material o molécula crear y obtener una respuesta que funcione de inmediato, sin conjeturas ni años de prueba y error.
