El nuevo ordenador de IBM revoluciona la computación cuántica

"La computación cuántica no se trata sólo de velocidad, sino de resolver problemas que antes no podíamos resolver", me comenta Chris Lirakis en una entrevista por videoconferencia. Como líder de IBM Quantum para la implementación de las máquinas electrónicas más avanzadas del planeta, Lirakis es responsable de instalar el nuevo IBM Quantum System Two, un nuevo ordenador cuántico que promete una revolución en el desarrollo de tecnología y la investigación científica hasta ahora impensable.

Estas máquinas se organizan en una intrincada estructura de múltiples capas que reducen la temperatura para enfriar los qubits cuánticos, la unidad básica de información cuántica, a un nivel más frío que el espacio exterior. La velocidad de computación resultante va mucho más allá que cualquier supercomputador pero, debido a la naturaleza de la mecánica cuántica —en la que el estado de las partículas se fija en el momento de la observación— tienen demasiados errores para poder usarse en aplicaciones generalistas.

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Hasta no hace mucho, las computadoras cuánticas se usaban principalmente en experimentos académicos esotéricos para descubrir el tejido mismo de la física cuántica. Hoy en día también se utilizan para aplicaciones prácticas, pero de forma muy limitada. Por ejemplo, para modelar el comportamiento de átomos y moléculas en el reino cuántico. Empresas como Boeing utilizan las máquinas de IBM para investigar materiales resistentes a la corrosión como no podían hacerlo antes.

Los errores de la mecánica cuántica

El principal objetivo de IBM, sin embargo, es convertir las computadoras cuánticas en computadoras de uso general que puedan resolver problemas abstractos, como predecir los mercados financieros. “Tenemos empresas como JP Morgan Chase, que están tratando de plasmar sus problemas de análisis financiero en un tejido cuántico”, me dice Lirakis.

Sin embargo, para llegar a ese punto, las computadoras cuánticas todavía necesitan resolver el principal problema de la computación cuántica: Los errores derivados de la naturaleza intrínseca de la mecánica cuántica. “La mayor barrera en este momento es la corrección de errores cuánticos. Intrínsecamente, los qubits en sí no son tan estables como nos gustaría que fueran”, admite Lirakis.

Para llegar a ese punto, IBM pensó que la única manera de avanzar de manera constante era desarrollar un sistema modular que pueda seguir adaptándose a medida que evoluciona este campo de la informática.

Una nueva generación revolucionaria

Ahí es donde entra el nuevo IBM Quantum System Two, la segunda generación de la primera computadora cuántica comercial, el IBM Quantum System One. La nueva máquina es la primera de su clase "diseñada en torno al concepto de modularidad de que cualquier componente de computadora puede actualizarse y avanzar a medida que cambia de opinión, a medida que realiza nuevos descubrimientos a medida que avanzamos en nuestra hoja de ruta", dice Lirakis.

Mirando hacia atrás, parece como si IBM estuviera repitiendo la historia de la informática, siguiendo los mismos pasos que anduvo antaño con los primeros mainframes de los años 60. “Todavía estamos tratando de descubrir cuál es la mejor manera de crear el qubit. [Esta evolución] se encuentra ahora en el punto en el que nos estamos alejando de las válvulas de vacío. Incluso se puede decir que estamos entrando en la era de los transistores de germanio”, describe Lirakis.

La nueva computadora se basa en el nuevo procesador de 433 qubit, el IBM Osprey (o águila pescadora). Este procesador tiene el mayor número de qubits de cualquier procesador cuántico comercial y tiene el potencial de ejecutar cálculos cuánticos complejos mucho más allá de la capacidad computacional de cualquier ordenador clásico.

Corrección de errores fundamental

Pero lo fundamental de esta máquina es la corrección de errores, algo que IBM ha conseguido con un sistema llamado Qiskit Runtime, una aplicación basada en la nube que permite un número de errores tan bajo que lo hace práctico para cualquier empresa, dicen. IBM dice que este sistema simplifica la integración de la computación cuántica en sus flujos de trabajo de investigación tradicionales.

Como me contó Lirakis, la compañía persigue ahora el santo grial del uso de qubits para aplicaciones informáticas generales. La nueva computadora es parte de la visión de IBM de alcanzar más de 4.000 qubits para 2025 y más allá, yendo más allá de las capacidades actuales de la electrónica física existente.

El futuro de la computación cuántica

Cumpliendo con su hoja de ruta, IBM ha puesto en marcha los primeros prototipos de aplicaciones de software cuántico a finales de este año.

En 2025, a medida que Quantum System Two evolucione gracias a su modularidad, la visión de IBM es que las empresas comiencen a implementar aplicaciones generales completas para aprendizaje automático, finanzas, y la investigación científica.

Será entonces cuando podremos resolver esos problemas imposibles. Junto con la inteligencia artificial, nos acercamos rápidamente a cumplir finalmente la promesa de la computación cuántica para acelerar el desarrollo de la ciencia y la tecnología a niveles que todavía no podemos imaginar.