Últimamente se conectan a internet todo tipo de cosas, pero el ordenador de Jerry Chow destaca entre todas ellas. Refrigerado por nitrógeno líquido, su procesador superconductor emplea la física cuántica para romper las reglas de la realidad cotidiana que limitan la potencia de los ordenadores convencionales.

Chow dirige el grupo de computación cuántica de IBM en el centro de investigaciones Thomas J. Watson en Yorktown Heights, Nueva York (EEUU). El equipo acaba de lanzar una página web con una interfaz que permite a los programadores e investigadores externos probar algoritmos con el nuevo chip.

Chow quiere ayudarlos a prepararse para ese punto indeterminado del futuro en el que este tipo de ordenador en la nube nuevo y exótico esté listo para aplicaciones prácticas. Chow afirma: "Queremos ayudar a la gente a pensar de forma distinta y aprender a programar un ordenador cuántico".

IBM, Google, Microsoft y muchos grupos académicos intentan desarrollar ordenadores cuánticos, ya que deberían ser capaces de resolver problemas prácticamente imposibles para los ordenadores convencionales. Pocos grupos de investigación han logrado fabricar chips como los de IBM, y normalmente no los ponen a disposición de terceros, más allá de un grupo limitado de colaboradores, explica el investigador del Instituto para la Computación Cuántica de la Universidad de Waterloo (Canadá), David Corey. En su opinión, fabricar un chip lo suficientemente fiable para estar disponible online las 24 horas es impresionante. Corey afirma: "No conozco ningún sistema que demuestre esta robustez".

Foto: El chip de IBM tiene cinco dispositivos llamados qubits que pueden representar datos digitales mediante la física cuántica. Crédito: IBM.

El equipo de Chow también publicó detalles acerca de un segundo chip cuántico. El equipo afirma que se acerca más que ningún chip anterior a la demostración de todas las características de corrección de errores necesarias para hacer un ordenador cuántico universal, el tipo de ordenador cuántico mejor comprendido por los teóricos. Pero no existe ninguna máquina así porque los físicos aún no han averiguado cómo domesticar por completo la naturaleza quebrantable que acompaña el uso de frágiles estados cuánticos.

El trabajo de IBM no ha sido revisado por pares, pero su último chip colocaría a la empresa justo por delante de Google en la carrera por diseñar un ordenador cuántico universal. El gigante de las búsquedas y la publicidad en línea inauguró un nuevo laboratorio para fabricar chips cuánticos el año pasado (ver El hombre que puede lograr que Google cree el primer ordenador cuántico útil).

Aun así, ninguna de las dos empresas tiene expectativas de lograr construir un ordenador cuántico universal en un futuro próximo.

Los chips de computación cuántica están hechos de dispositivos llamados qubits que representan datos digitales con el uso de efectos cuánticos. Su potencia computacional nace de unos extraños trucos como entrar en un estado frágil llamado superposición que podría considerarse como el 0 y el 1 simultáneamente. Un práctico ordenador cuántico universal requeriría cientos de miles o millones de qubits por el considerable peso de código de corrección de errores que requiere. Los chips que ha anunciado IBM esta semana incluyen entre cinco y siete qubits. El mejor chip que ha logrado el principal investigador de Google contiene nueve.

Sin embargo, el equipo de Chow también aspira a un tipo de procesador cuántico más limitado que podría ofrecer un atajo hacia la riqueza computacional. Un llamado ordenador cuántico analógico operaría con menos código de corrección de errores, y por tanto requeriría un número mucho menor de quibits. Sólo podría abordar determinados problemas, pero incluirían simulaciones químicas muy importantes para las investigaciones energéticas y de nuevos materiales, y el aprendizaje de máquinas, según Chow.

El profesor adjunto del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, EEUU) Scott Aaronson cree que representa una valiosa meta. Explica que un conjunto de tan sólo 50 qubits operados de esa manera probablemente conformen el primer ordenador en demostrar una "supremacía cuántica". Su potencia permitiría resolver un problema computacional increíblemente difícil y tal vez prácticamente imposible para las máquinas convencionales. El año pasado, Google informó de un llamativo resultado con el uso de un procesador cuántico de distinto diseño de la start-up D-Wave, pero se quedó corto de alcanzar la supremacía cuántica (ver El ordenador cuántico de Google funciona (eso dicen)).

"La primera demostración clara de la supremacía cuántica representará un enorme hito en la historia de la física y la informática", afirma Aaronson, y añade: "Es plausible, aunque no garantizado, que se logre en un futuro próximo". 

Chow asegura que su equipo ha fijado su mira en esto mismo: "No nos queda tanto para llegar a construirlo, creemos que 50 qubits es un objetivo que se podría alcanzar en pocos años durante el próximo puñado de años".

Pero los de IBM tienen competencia. El equipo de computación cuántica de Google también quiere construir procesadores cuánticos analógicos, y calcula que podría disponer de un chip que incorpore 100 qubits dentro de unos pocos años. Varios grupos académicos, como uno de la Universidad de Maryland (EEUU), también intentan diseñar procesadores cuánticos analógicos.

Chow de IBM no se siente intimidado, y prevé que la competencia se intensifique mientras se aclare para qué podrían servir los procesadores cuánticos analógicos. El experto concluye: "Hay varias empresas que compiten actualmente por la propiedad intelecual y creo que habrá más trabajos sobre esto según se vaya aclarando el escenario".