Todo el mundo habla de IA, pero la computación cuántica promete un salto tecnológico aún mayor

La economía moderna avanza al ritmo de los bits, las unidades que dan vida a los ordenadores. En el corazón de estas máquinas se encuentran unos pequeños chips llamados microprocesadores, que funcionan bajo el sencillo y poderoso sistema binario, una danza de ceros y unos que moldea el mundo digital. Desde el desarrollo de los primeros ordenadores —que ocupaban habitaciones y hasta edificios enteros— este sistema ha servido de base para tareas como escribir un documento en Word, entrenar a la inteligencia artificial y hasta llevar un cohete al espacio. Esta es una realidad que está más cerca que nunca de cambiar.

Si hay una tecnología capaz de transformar los sistemas de computación modernos es la computación cuántica. Su desarrollo, coinciden los expertos, implicará mayores cambios en las economías que la tan nombrada inteligencia artificial (IA). No solo porque acelerará los avances en la investigación de modelos de lenguaje de gran escala como ChatGPT o Gemini, sino porque trastocará la mayoría de áreas críticas de las economías: desde defensa, pasando por las industrias, hasta las finanzas.

Microsoft asegura haber hallado un nuevo estado de la materia, la Majorana, que aceleraría el desarrollo de un ordenador cuántico estable. No obstante, los físicos recomiendan tomar este anuncio con cautela debido a su fiabilidad. La noticia, sin embargo, ha vuelto a agitar el debate de lo cerca que está el mundo científico de conseguir un ordenador cuántico funcional, sin errores y que sea fácil de reproducir.

Lejos del anuncio de la empresa fundada por Bill Gates, en Europa, así como en otras regiones, se está avanzando con celeridad y hay quienes apuntan a que el día prometido ya no queda tan lejos. “El año pasado hubo anuncios de diferentes compañías que han mejorado por 800 y 900 la corrección de errores”, expone Carlos Kuchkovsky, miembro del Consejo estratégico asesor de tecnologías cuánticas de la Comisión Europea y fundador de Qcentroid, una empresa dedicada a diseñar aplicaciones de la computación cuántica. Kuchkovsky dibuja lo que significaría el desarrollo de esta tecnología en los próximos años.

En primer lugar, señala el experto, mejoraría rápidamente la investigación en IA: “El machine learning (el aprendizaje de las máquinas) es muy bueno haciendo predicciones, pero no es una herramienta capaz de encontrar la mejor solución a un problema de combinación”. El desarrollo de la computación cuántica permitirá, augura, resolver problemas matemáticos que de otra forma tomarían años, los llamados “problemas de optimización combinatoria”, que se usan en el reparto de paquetes, las telecomunicaciones, la previsión del tiempo o la optimización de redes de energía.

En lugar de usar bits clásicos, que son cero o uno, la computación cuántica emplea un tipo de bit conocido como cúbit, que puede existir en ambos estados simultáneamente. Esto permite que un cúbit contenga más información que un bit normal, y que las computadoras con muchos cúbits la incrementen exponencialmente, lo que abre un abanico de nuevas posibilidades computacionales.

“Todo lo que usa un ordenador por detrás será alterado por la computación cuántica”, suscribe Román Orús, fundador de Multiverse Computing, una firma de San Sebastián (España) que diseña aplicaciones industriales con base en esta tecnología. “La gente no lo va a notar, pero va a empezar a ver cómo se calculan mejores rutas para viajar, y que las respuestas de la IA son más afinadas, y todo esto se hará desde la nube porque nadie va a tener una computadora cuántica en su móvil”, explica por videollamada.

La computación cuántica tiene la capacidad de simular cómo funciona la naturaleza, lo que abre un nuevo campo para entender cómo desarrollar materiales más eficientes, más resistentes, así como nuevas moléculas que aceleren el desarrollo de fármacos, y mejores procesos de análisis para entornos industriales. Los ordenadores actuales tardarían cientos de años en resolverlos, expone Kuchkovsky. Un ordenador cuántico potente también podría, en teoría, superar muchas de las técnicas actuales de cifrado de datos, lo que empieza a ser una preocupación para los gobiernos y las empresas tecnológicas que manejan miles de millones de datos.

El reto energético es otro desafío que esta tecnología podría ayudar a resolver, señalan Kuchkovsky: “Ya hay algunos estudios que afirman que la computación cuántica puede hacer a la inteligencia artificial más eficiente en su uso energético”. El Departamento de Energía de Estados Unidos, país que concentra el mayor número de centros de datos (medidos por su consumo de energía), estima que los servidores de IA en los centros de datos podrían consumir hasta 326 teravatios por hora para 2028, casi ocho veces más de lo que usaron en 2023.

El profesor Orús expone que en su compañía han sido capaces de comprimir la memoria de un gran modelo de lenguaje como ChatGPT en un 90%, lo que disminuye su consumo energético y se puede llegar a desplegar en dispositivos como lavadoras, drones o coches. El científico jefe de Origin Quantum, una empresa china líder en el desarrollo de esta tecnología, comentaba para Computer Hoy que la computación cuántica podría transformar la IA al reducir drásticamente el tiempo de entrenamiento de semanas a solo horas.

El gran problema es que todavía no se ha desarrollado una computadora cuántica estable, es decir, que presente las condiciones ideales para que se produzcan los cálculos cuánticos. Para empezar, en la mayoría de ordenadores de este tipo, los cúbits deben operar a temperaturas cercanas al cero absoluto, es decir, por debajo de -273 grados Celsius. El segundo inconveniente es la fiabilidad. Todos los chips de ordenador cometen errores, pero en los ordenadores y los smartphones actuales, las tasas de error son mínimas. En los cúbits, la más mínima perturbación puede provocar una serie de errores en cascada.

La carrera por desarrollar equipos que resuelvan estos problemas ha atraído a empresas de la mayoría de economías desarrolladas. En Estados Unidos, Google, Microsoft e IBM, que impulsaron la industria hace aproximadamente una década, ahora compiten por construir “el santo grial” de los ordenadores. China no publica cifras sobre sus inversiones previstas, pero medios de comunicación chinos y grupos de investigación de políticas estadounidenses, como el centro de estudios Rand Corp. y McKinsey han estimado su compromiso para un período similar entre mil y más de 15 mil millones de dólares. Tencent, Alibaba y Baidu son algunas de las firmas que se encuentran desarrollando esta tecnología.

“Europa, por su parte, ha puesto mucho capital y mucha energía para estar al día y no perder el halo de la IA. En computación cuántica, sin embargo, estamos compitiendo de tú a tú otras regiones, porque también se ha invertido bastante antes”, resume Orús.

Y Kuchkovsky advierte de que “tenemos 30 años de desarrollo a cuestas”, y explica que un porcentaje muy alto de artículos científicos viene de investigadores y desarrolladores europeos. El experto destaca que hay diversas compañías como Qilimanjaro, Pascal o IQM Quantum Computers que han logrado desarrollar hardware en suelo comunitario de elevada calidad. En España, el Barcelona Supercomputing Center, alberga el Quantum Spain, el primer ordenador cuántico español de acceso público construido con tecnología 100% europea. También hay centros de este tipo en San Sebastián.

El profesor Orús opina que el salto se producirá como muy tarde en la siguiente década. “Estamos haciendo algo muy mal. Los algoritmos de la IA aún se basan en estudios de los años sesenta, poco eficientes. La computación cuántica es el único camino viable para esta tecnología”. Kuchkovsky también comparte por videollamada que el World Mobile Congress de este año —al que acaba de asistir— ha visto mucho más interés de entidades públicas y privadas por entender la computación cuántica. “Estoy seguro de que el año que viene se va a producir un boom en este ámbito”, zanja.

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