Dentro de la caverna bajo cero de la computadora cuántica más poderosa del mundo

Parece un candelabro dorado y tiene el lugar más frío del universo.

Lo que veo no es sólo la computadora más poderosa del mundo, sino la clave para la seguridad financiera, Bitcoin, los secretos gubernamentales, la economía global y más.

La computación cuántica tiene la clave para ganar o perder al resto de empresas y naciones en el siglo XXI.

Un medidor suspendido en el aire frente a mí en las instalaciones de Google en Santa Bárbara, California, Willow. Francamente, esto no es lo que esperaba.

Sin pantallas ni teclados, y mucho menos cámaras frontales holográficas o chips de lectura cerebral.

El sauce es un conjunto de discos redondos del tamaño de un barril de petróleo conectados por cientos de cables de control negros que descienden a un refrigerador con baño de helio líquido de bronce que mantiene el microchip cuántico a una milésima de grado por encima del cero absoluto.

Parece y se siente muy de los ochenta, pero si se aprovecha el potencial de la cuántica, la estructura de medusa de metal y alambre que tengo frente a mí cambiará el mundo de muchas maneras.

“Bienvenidos a nuestro laboratorio de IA cuántica”, dice Hartmut Neven, jefe cuántico de Google, mientras cruzamos la puerta de alta seguridad.

Neven es una figura legendaria, en parte genio de la tecnología y en parte entusiasta de la música techno, que se viste como si estuviera haciendo snowboard aquí directamente desde el festival de música Burning Man, para el cual diseña el arte. Tal vez lo haya hecho en un universo paralelo; hablaremos de eso más adelante.

Su objetivo es convertir la física teórica en computadoras cuánticas funcionales “para resolver problemas que de otro modo serían irresolubles”, y admite que está parcializado, pero dice que estos candelabros tienen el mejor rendimiento del mundo.

No se nos permitió filmar gran parte de nuestra conversación en este laboratorio controlado. Esta tecnología crítica está sujeta a controles de exportación, confidencialidad y es central en la carrera por el dominio comercial y económico. Cualquier pequeña ventaja es una fuente de potencial apalancamiento, desde el diseño de nuevas piezas hasta empresas en una cadena de suministro global.

Este templo de alta ciencia tiene un ambiente claramente californiano en su arte y color. Cada computadora cuántica recibe un nombre como Yakushima o Mendocino, cada una rodeada de arte contemporáneo y varios murales estilo graffiti adornan las paredes iluminadas por el brillante sol de invierno.

Neven presenta Willow, el último chip cuántico de Google, que ha logrado dos hitos importantes. Dijo que resolvió “de una vez por todas” el debate sobre si las computadoras cuánticas pueden hacer cosas que las computadoras clásicas no pueden.

Willow resolvió el problema del punto de referencia en minutos, lo que le tomaría a la mejor computadora del mundo 10 septillones de años, es decir, más de un billón de billones, o 25 ceros al final, más que la edad del universo.

Este resultado teórico se aplicó recientemente al algoritmo de ecos cuánticos, imposible para las computadoras convencionales, que ayuda a aprender la estructura de las moléculas con la misma técnica utilizada en las máquinas de resonancia magnética.

Neven detalla las formas en que cree que este chip cuántico de sauce podría usarse para “ayudar con muchos de los problemas que enfrenta la humanidad en este momento”.

“Esto nos ayudará a encontrar fármacos de forma más eficaz”, afirma. “Nos ayuda a hacer más eficiente la producción de alimentos, nos ayuda a producir energía, transportar energía, almacenar energía… para abordar el cambio climático y el hambre humana…”

“Nos permite comprender mejor la naturaleza y luego descubrir sus secretos para crear tecnologías que hagan la vida más placentera para todos”, me dijo.

Algunos investigadores creen que la verdadera inteligencia artificial sólo es posible con la tecnología cuántica.

Los miembros del equipo acaban de ganar un Premio Nobel por la investigación original sobre los “qubits superconductores” utilizados aquí.

Un chip de sauce tiene 105 qubits. El esfuerzo cuántico de Microsoft tiene 8 qubitsPero utiliza un enfoque diferente. La química cuántica es una carrera mundial para conseguir 1 millón de qubits para una “máquina a escala de servicios públicos” que pueda hacer que el diseño de fármacos esté libre de errores. La tecnología es frágil.

Lo que está sucediendo aquí está siendo observado atentamente en todo el mundo. El profesor Sir Peter Knight, presidente del Consejo Asesor de Estrategia de los Programas Nacionales de Tecnología Cuántica, dijo que Willow había abierto nuevos caminos.

“Todas las máquinas están realmente en la etapa de prototipo de juguete, cometen errores. Necesitan corrección de errores. Willow fue la primera en demostrar que se pueden corregir errores mediante rondas repetidas de reparaciones, y todo mejora”, dice.

Esto coloca a la tecnología en camino de realizar exactamente un billón de operaciones en quizás siete u ocho años, en lugar de las dos décadas previstas anteriormente.

Si el primer cuarto de este siglo estuvo definido por el auge de Internet y luego de la inteligencia artificial, los próximos 25 años seguramente serán el amanecer de la era cuántica.

Imagínese intentar encontrar una pelota de tenis en uno de los miles de sorteos cerrados. Una computadora clásica abre cada uno en secuencia. Una computadora cuántica los abre todos al mismo tiempo. O de manera similar, en lugar de requerir cien llaves para abrir cien puertas en la informática normal, la tecnología cuántica le permite abrir todas las cientos al instante con una sola llave.

Estas máquinas no son para todos. No se reducen a teléfonos, gafas de IA o computadoras portátiles. Pero la cuestión es que la potencia de estas computadoras está creciendo exponencialmente y todos participan en la acción.

Le pregunto al jefe de Nvidia, Jensen Huang, si esto amenaza su modelo de ofrecer chips especializados para IA. “No, en el futuro se añadirá un procesador cuántico a una computadora”, respondió.

Y uno de los líderes del Reino Unido en este campo señala lo que está en juego en el mundo cuántico: el poder de descifrar casi cualquier cosa, desde secretos de estado hasta Bitcoin.

“Todas las criptomonedas también tendrán que ser reexaminadas debido a la amenaza de la computación cuántica”, afirmó Sir Peter.

Si bien a Bitcoin todavía le quedan algunos años, un importante socio de Nvidia dijo el año pasado que la tecnología debería convertirse en una cadena de bloques más robusta para finales de la década.

Fuentes de la industria tecnológica se refieren a un proceso llamado “cosechar ahora, descifrar después” para describir cómo creen que las agencias estatales nacionales y extranjeras están guardando todos los datos cifrados del mundo con la expectativa de que las generaciones futuras puedan acceder a ellos.

Y luego está la carrera alrededor del mundo. El enfoque de China en la carrera comercial es muy diferente al de Estados Unidos y Occidente.

Con alrededor de 15.000 millones de dólares (11.000 millones de libras esterlinas), el recurso total comprometido para la tecnología cuántica en China probablemente esté en el orden de todos los programas gubernamentales en el resto del mundo, dijo Sir Peter.

Hasta 2022, China ha publicado más artículos científicos sobre cuántica que cualquier otro país, con esfuerzos liderados por un físico pionero llamado Pan Jianwei. Es una parte clave del 14º Plan Quinquenal de Beijing.

China ha tomado la decisión de impedir que empresas tecnológicas como Baidu y Alibaba desarrollen su propia investigación cuántica y centralizar a las personas y la infraestructura en una empresa de propiedad estatal. China está intentando ser líder en satélites y comunicaciones cuánticas.

El año pasado, Jianwei desarrolló y probó la computadora cuántica Zuchongzhi 3.0 utilizando tecnología similar, pero con un enfoque diferente al de Willow, afirmando resultados similares. En otoño se abrió al uso comercial. Suena a Proyecto Manhattan de la Segunda Guerra Mundial o a la Carrera Espacial del siglo XXI para producir las primeras armas nucleares.

El Reino Unido es uno de los centros científicos de la investigación cuántica. Científico británico que realizó la investigación original sobre qubits superconductores. Aquí hay decenas de empresas e investigaciones de vanguardia. El gobierno planea invertir significativamente en esto en las próximas semanas. Es importante para la economía, el uso militar y la geopolítica. Gran Bretaña espera convertirse en la tercera potencia de la región.

Cuando Willow regresa al laboratorio, quizás surjan aún más preguntas existenciales. El año pasado, Neven sugirió que la velocidad sin precedentes de Willow respalda algunas nociones sobre la existencia de un multiverso. Básicamente, esta velocidad puede explicarse porque Willow aprovecha universos paralelos para obtener su poder computacional. No todos los científicos lo creyeron.

“Todavía hay un debate animado”, me dijo. “Como aprendiste en tu visita al laboratorio, la razón por la que las computadoras cuánticas son tan poderosas es que pueden realizar entre 2 y 105 combinaciones simultáneamente en un ciclo de reloj. ¿Te hace preguntarte dónde están estas cosas diferentes?… Hay una versión de la mecánica cuántica de pensar en la formulación de muchos mundos: universos paralelos o realidades paralelas”.

Willow no prueba esto, Neven tiene cuidado de decir, pero “sugiere que deberíamos tomar esta idea en serio”.

Era la frontera del mundo, la vanguardia de la tecnología y el desarrollo, y el gobierno británico pronto invertiría cientos de millones para alcanzar a Willow y los chinos. Suena a ciencia ficción… se está convirtiendo rápidamente en una realidad financiera.