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Google bate el récord de computación cuántica gracias a una idea española

Un grupo de la Universidad del País Vasco participa en la construcción de un nuevo ordenador cuántico digital en la sede californiana de la empresa

El ordenador cuántico construido por Google y los científicos de la UPV
El ordenador cuántico construido por Google y los científicos de la UPV

Ejércitos, universidades y las mayores empresas tecnológicas del planeta compiten desde hace años por construir el ordenador más potente del mundo. Se trata de una nueva generación de computadores que aprovechan las extrañas propiedades de la física cuántica, como que una partícula pueda estar en dos sitios a la vez. Esto los puede hacer imposibles de hackear y millones de veces más potentes que los ordenadores convencionales, por lo que los expertos creen que podrán resolver problemas imposibles de abordar en la actualidad.

La pasada semana, un equipo de científicos de la Universidad del País Vasco (UPV) y los responsables del laboratorio de computación cuántica de Google en Santa Bárbara (California) anunciaron la creación de un nuevo ordenador cuántico que supera un importante problema en el desarrollo de estas máquinas. Hasta ahora los mayores computadores cuánticos son analógicos. Estos ordenadores ya están a la venta por unos 15 millones de dólares.

En 2013, Google adquirió junto a la NASA uno de estos ordenadores. “Para Google estas máquinas son estratégicas, su objetivo es que puedan resolver problemas de inteligencia artificial, sobre todo para el reconocimiento de imágenes, pues sus algoritmos actuales dan problemas que creen que pueden resolver con un ordenador cuántico”, explica Enrique Solano, responsable del grupo de Tecnología Cuántica para Ciencia de la Información de la UPV. En verano de 2014 su equipo comenzó a trabajar con Google en Santa Bárbara, primero en simulación cuántica digital y luego construyendo en sus instalaciones un ordenador cuántico.

El gran problema de los ordenadores cuánticos actuales (analógicos) es que, al contrario que los PC, no pueden corregir errores. Y a medida que las máquinas van sumando más bits (la mayor disponible tiene 1.000) también pueden acumular más fallos.

El nuevo dispositivo desarrollado por el equipo de Solano y Google ha partido de un pequeño ordenador cuántico analógico y lo ha “digitalizado”. Los detalles del instrumento se han publicado en Nature en un estudio firmado por casi una treintena de científicos e ingenieros incluido John Martinis, jefe de computación cuántica de la empresa tecnológica.

Estos ordenadores pueden usarse para problemas muy complejos en economía, demografía, simulación de pruebas nucleares, estudios de aerodinámica que no podrían hacerse en ningún túnel de viento existente…

El ordenador tiene nueve bits cuánticos (qubits) conectados por 1.000 puertas lógicas, cada una capaz de realizar una operación elemental. Para lograr que los qubits aprovechen el potencial de la mecánica cuántica hay que enfriarlos hasta rozar el cero absoluto, 273 grados bajo cero. El instrumento ha permitido realizar la operación de computación cuántica más compleja jamás realizada, asegura Solano. “El anterior récord estaba en cuatro bits y 300 puertas lógicas, pero lo más importante es que este sistema sí es capaz de corregir errores”, asegura.

Esta nueva tecnología puede aplicarse a cualquier problema con una gran cantidad de datos, desde el diseño de nuevas moléculas a la simulación de todos los átomos que conforman el ala de un avión. Grandes empresas como IBM o Airbus ya están trabajando con ordenadores cuánticos y la Unión Europea acaba de lanzar un gran proyecto de investigación de 1.000 millones de euros para desarrollar nuevas tecnologías cuánticas.

“Estos ordenadores pueden usarse para problemas muy complejos en economía, demografía, simulación de pruebas nucleares sin necesidad de explosiones, estudios de aerodinámica que no podrían hacerse en ningún túnel de viento existente…”, explica Solano. “Casi todos estos problemas se basan en las mismas ecuaciones no lineales que los ordenadores comunes no pueden atacar y estos sí”, resalta.

Juan José García-Ripoll, experto en computación cuántica del CSIC, destaca el valor de este nuevo tipo de ordenadores. “Lo que han hecho es construir un miniordenador cuántico digital que lleva además un programa que actúa sobre los qubits y da la solución a un problema”, resalta. Aunque los ordenadores analógicos son más fáciles de construir, este otro tipo puede “mejorar la calidad de los futuros ordenadores cuánticos”, resalta.

El siguiente reto del equipo de Solano junto a Google será desarrollar un ordenador cuántico digital de 40 qubits.

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