Juan Ignacio Cirac: “Tendremos tecnologías cuánticas en nuestros móviles”

Si Max Planck fue el padre de la física cuántica, Juan Ignacio Cirac sentó las bases teóricas para su aplicación a la computación. Es el idéologo del ordenador cuántico. Cirac es físico. Fue la persona más joven en recibir el premio Príncipe de Asturias de Ciencias por ser, según el jurado, “un referente internacional que ha producido algunas de las ideas más originales y brillantes tanto en el campo de la información cuántica como en el de la física atómica".

Desde 2001 vive en Alemania donde dirige la División Teórica del Instituto Max-Planck de Óptica Cuántica en Garching. Hablamos con él desde su despacho en Munich.

P. Empecemos fuerte, ¿ la computación cuántica es otra de esas “revoluciones” que va a cambiar el mundo?

R. La computación cuántica es un a nueva forma de hacer cálculos con ordenadores, muy distinta a la forma en la que los utilizamos actualmente y eso hace que nos de nuevas posibilidades. Aumentará la capacidad de proceso y nos permitirá realizar operaciones matemáticas que antes eran imposibles. Pero es importante entender dos aspectos importantes en su evolución. Por un lado, sabemos ya que un ordenador cuántico supondrá una mejora sustancial en la capacidad operacional para resolver problemas en ámbitos muy específicos, pero estos ámbitos no son infinitos y no podemos esperar que esta nueva forma de computación aplique a cualquier problema. Por otro lado estos ordenadores tardarán en llegar. Grandes empresas como Google IBM o Alibaba tienen ya prototipos y se han logrado grandes avances pero son eso, prototipos, y hasta que estos evolucionen a sistemas que podamos utilizar pasarán 10 o 15 años. Por eso debemos descartar esa idea que a menudo aparece en la prensa de que los ordenadores cuánticos están a la vuelta de la esquina y van a ser capaces de solucionar todos los problemas de la humanidad.

P.  Resumiendo, que ni tanto ni tan pronto...¿pero en esos ámbitos específicos, que mejoras podemos esperar en lo que a capacidad de proceso se refiere?

R. Dependerá mucho del ámbito de aplicación. Por ejemplo en algunos cálculos, como el de factorizar, la mejora será exponencial. Cálculos que con un ordenador actual tardarían en realizarse toda la edad del universo se podrán realizar en minutos. Sin embargo en otras áreas las ganancias, siendo muy importantes, no serán exponenciales sino lineales como es el caso de las búsquedas en bases de datos. Eso sí el impacto económico de estas reducción en el tiempo de búsqueda puede ser muy alto.

Pero el avance no se limita a la capacidad de proceso. Estamos en la segunda revolución cuántica que va más allá de la computación y los ordenadores. La física cuántica tiene aplicación en las comunicaciones, permite diseñar nuevos sensores y desarrollar métodos de medida de precisión. Dentro de pocos años tendremos estas tecnologías cuánticas en nuestros móviles. Una de las aplicaciones más inmediatas es en el área de la seguridad. Las tecnologías cuánticas permiten encriptar mensajes que no pueden ser desencriptados con ninguna otra tecnología, lo que podría suponer un gran avance en la lucha contra la ciberdelincuencia. Hoy hay ya empresas comercializando este tipo de aplicaciones y países como Corea ya han realizado pequeños despliegues. Son tecnologías cuánticas que están en un nivel de desarrollo mayor que los ordenadores en este momento.

P. Hablabas antes de datos, lo que nos conecta a otras grandes tendencias del momento como Big Data o Inteligencia artificial que serán temas centrales también de RetinaLTD. ¿ Cómo interactúa la computación cuántica con estas tendencias?

R. Parece que uno de los ámbitos de aplicación de la computación cuántica delos que hablábamos antes será la inteligencia artificial y el tratamiento de datos que es básicamente lo que hacen los algoritmos, analizar grandes cantidades de datos para tomar decisiones. No estamos todavía completamente seguros, pero la mayoría de científicos y empresas coincidimos en que los ordenadores cuánticos acelerarán los algoritmos de inteligencia artificial y machine learning y abrirán nuevas puertas y casos de uso. De hecho existe una interacción muy grande entre las personas que están desarrollando tecnologías cuánticas y los científicos de datos e investigadores que trabajan con inteligencia artificial. Los algoritmos de inteligencia artificial son uno de los primeros casos de uso de los ordenadores cuánticos, pero a su vez se usan algoritmos para mejorar el diseño de estos ordenadores por lo que son dos campos que se retroalimentan.

Europa ha liderado la investigación científica en tecnología cuánticas durante más de 20 años, pero es cierto que en estos últimos dos o tres Estados Unidos nos está ganando en su desarrollo industria

R. Yo diría que Europa ha liderado la investigación científica en tecnología cuánticas durante más de 20 años, pero es cierto que en estos últimos dos o tres Estados Unidos nos está ganando en su desarrollo industria. Sus empresas, con grandes inversiones, han conseguido avances significativos. Si uno ve las empresas que están desarrollando ordenadores cuánticos, la mitad son estadounidenses y la otra mitad chinas. En Europa prácticamente no hay ninguna. Hablamos de tendencias que sin duda van a tener un impacto económico, y los estados europeos deberían plantearse estratégicamente el rol que las tecnologías cuánticas o la inteligencia artificial pueden jugar en la digitalización de su economía.

P. Esta disonancia entre la investigación científica y su desarrollo empresarial suele citarse como uno de los grandes déficits del modelo Europeo. ¿Crees que la transferencia tecnológica entre la investigación y la empresa es una asignatura pendiente en nuestro continente?

R. Creo que en general, Estados Unidos o Japón están muchos más avanzados en este ámbito. Pero veo excepciones, en Alemania, donde vivo, empresas como Siemens o Infineon son ejemplos de éxito. El sector de la automoción es un referente. Marcas como BMW tienen grandes acuerdos con universidades; muchos departamentos de ingeniería aquí en Munich están financiados por empresas del sector del automóvil y la conexión con la investigación es excelente. Quizás la principal diferencia con Estados Unidos es que aquí solo las grandes empresas se embarcan en este tipo de proyectos cuando allí compañías de todos los tamaños tienen recursos de I+D y se vinculan a la investigación científica. Pese a esto en Europa ya tenemos casos interesantes: en Ginebra una empresa que desarrolla soluciones de seguridad con tecnologías cuánticas tiene ya más de 200 empleados y sus beneficios superan el millón de euros.

P. Parece un momento interesante para los investigadores con todavía multitud de cuestiones abiertas...

R. Sin duda, para los investigadores esta incertidumbre crea un momento muy interesante. Quizás no lo sea tanto para las empresas, especialmente para las pequeñas a las que cuesta conseguir financiación para proyectos que no tendrán retorno hasta dentro de 10 o 15 años. Probablemente el camino para ellas no sea construir ordenadores cuánticos sino buscar aplicaciones de estos a su negocio.