Darío Gil, director de IBM Research: “Nuestra visión es que te beneficies del mundo cuántico sin saber nada de él”

Darío Gil Alburquerque, nacido en Murcia hace 47 años, es vicepresidente de IBM y director de la división de investigación (IBM Research) que desarrolla la computación cuántica, llamada a ser la tecnología más disruptiva del siglo. Su departamento se ha marcado una hoja de ruta que se va cumpliendo con precisión digital, “incluso antes de lo previsto”, según destaca el ingeniero. El último logro ha sido el procesador Osprey de 433 cúbits, con posibilidades de representar un número de estados superior a la cantidad de átomos en el universo observable. Los sistemas cuánticos de IBM están detrás de 2.000 publicaciones científicas y cuentan con el respaldo de centenares de empresas que trabajan codo con codo con la multinacional para aplicar una tecnología capaz de desentrañar el origen del universo y abrir nuevas puertas a la humanidad en el desarrollo de medicamentos, la creación de nuevos materiales o en el futuro energético. Gil Alburquerque, que ya lleva más años en Estados Unidos que en España, sueña con incluir a su país natal y a Latinoamérica en el ecosistema cuántico de IBM. “Sucederá”, afirma.

Pregunta. ¿Qué supone haber alcanzado los 433 cúbits con el Osprey?

Respuesta. Estamos viviendo el desarrollo de la computación cuántica y cómo se está creando una industria. Para avanzar en tecnología, tienes que crear una comunidad que genere valor para todas las partes. En IBM, nos guiamos por nuestra hoja de ruta, que compartimos con la industria hace dos años, y en ese camino establecimos la evolución de los procesadores cuánticos. El primero que pusimos en la nube, en mayo de 2016, tenía cinco cúbits, el pasado año pasamos a 127, ahora hemos avanzado hasta 433 y el año que viene habrá uno de más de 1.000. Además, trazamos una trayectoria de software [programación], de cómo iba a evolucionar. Nuestra visión de la computación cuántica es que sea algo sin fricción, que no haya que saber nada del mundo cuántico, salvo que existe, para que te puedas beneficiar. El Osprey demuestra que estamos ejecutando nuestra hoja de ruta. El mayor chip del mundo ya fue el de Eagle, de 127 cúbits, pero, ahora, con el de 433, no hay nada igual en el mundo de los superconductores.

P. ¿Más capacidad que átomos en el universo?

R. El poder de la computación cuántica está relacionado con representar la información de la manera más rica. El número de estados disponibles dentro del ordenador cuántico empieza en dos elevado a n, donde n es el número de cúbits. Si tienes dos elevado a 100 cúbits, hay más estados que átomos en nuestro planeta. Si llegas a dos elevado a 300, más que en el universo. Aunque dedicaras todos los átomos del universo a almacenar ceros y unos, no tendrías suficientes. Ahí se ve el poder exponencial de la computación cuántica.

P. ¿Cuáles son las fronteras de la computación cuántica?

R. Tiene tres vectores importantes: uno es el número de cúbits; dos, la calidad de estos; y tres, la velocidad de ejecución. Este año hemos multiplicado por tres el número de cúbits, por cuatro el volumen cuántico (calidad) y por 10 la velocidad de ejecución de los circuitos. Son números muy significativos de cómo vamos avanzando.

Aunque dedicaras todos los átomos del universo a almacenar ceros y unos, no tendrías suficientes para representar el número de estados disponibles dentro del ordenador cuántico

P. ¿El Osprey permite hablar ya de supremacía cuántica, un procesador capaz de realizar una tarea que no puede ser ejecutada por ningún ordenador clásico en una cantidad de tiempo razonable?

R. No me gusta ese concepto, como bien sabe todo el mundo. Lo que estamos intentando conseguir es crear una ventaja cuántica sostenible. Eso significa la combinación de suficientes cúbits, calidad y velocidad para hacer un cálculo más efectivo en un problema relevante de la ciencia o de la empresa que con un ordenador clásico. La primera ventaja es que los ordenadores cuánticos ya no se pueden simular. Hemos creado nuevos sistemas que ya no se pueden emular de manera eficiente con un ordenador clásico. Pero la gran frontera de los próximos años es conseguir que estos sistemas, con supresión y mitigación de errores, así como con una velocidad de ejecución de calidad, obtengan un resultado que no se podría obtener de una manera tan efectiva con un ordenador clásico. Estamos avanzando lo suficiente y espero que se pueda hacer en los próximos dos años.

P. ¿Se salvará la barrera de los errores?

R. Cuando pusimos el primer ordenador en la nube tenía dos o tres errores por cada 100 operaciones. Ahora, en los sistemas más avanzados, hemos conseguido un error por cada 1.000 operaciones. Tenemos que alcanzar uno por 10.000. Si conseguimos eso con niveles de adecuados de coherencia, el tiempo que tienes un cúbit antes de que se haga un bit, ese cóctel, junto a técnicas algorítmicas de mitigación y supresión de errores, hará posible la primera demostración de ventaja cuántica.

Hemos multiplicado por tres el número de cúbits, por cuatro el volumen cuántico (calidad) y por 10 la velocidad de ejecución de los circuitos

P. ¿Puede la comunidad científica utilizar el Osprey?

R. Lo haremos accesible dentro del IBM Quantum Network para nuestros clientes y socios a partir de principios del año que viene. En el Quantum Network ya hay más de 200 instituciones, desde grandes empresas a laboratorios, universidades y socios estratégicos en todo el mundo.

P. ¿Para qué se está utilizando la computación cuántica?

R. Hay tres grandes categorías donde se están desarrollando. La primera tiene que ver con simular todo lo que tiene que ver con la naturaleza. En el sector industrial, compañías como Boeing, están modelando materiales para que tengan las mejores propiedades. Otras, como BP, la utiliza en energía y Daimler trabaja en el área de baterías. O sea, todo lo que dependa de materiales y de la física y de la química. La segunda área son los datos que tienen estructura. Es la base de la criptografía o del machine learning [aprendizaje automático]. Esa base matemática es muy horizontal. Por ejemplo, un sector que está muy involucrado es el financiero. Se están formando equipos de computación cuántica dentro de las empresas para explorar los casos de uso y les damos acceso a los mejores sistemas. Y también hay casi 2.000 publicaciones científicas que se han generado utilizando los ordenadores de IBM. Se ha convertido en una herramienta científica de primer nivel. Qiskit, la comunidad cuántica de Open Source [programas de código abierto] más popular del mundo, tiene 1,8 millones de descargas para desarrollar aplicaciones cuánticas. Desde que lanzamos los primeros sistemas en 2016, hemos visto como el sector se ha convertido en una industria que ya está entre las cinco grandes prioridades tecnológicas de la gran mayoría de los países desarrollados. El tejido industrial va avanzando. Hemos creado centros de computación cuántica en Estados Unidos, Alemania, Japón, Corea del Sur, Canadá….

P. ¿Y en España y en Latinoamérica?

R. Pasará. Siempre he tenido mucho deseo de hacerlo, pero estas cosas llevan su tiempo. Estoy convencido de que va a ocurrir y no va a ser a largo plazo. En España y en toda Latinoamérica hay un talento extraordinario y un interés altísimo. Es una prioridad y, por mi parte, nada me haría más ilusión.

La gran frontera de los próximos años es conseguir que los sistemas cuánticos, con supresión y mitigación de errores, así como con una velocidad de ejecución de calidad, obtengan un resultado que no se podría obtener de una manera tan efectiva con un ordenador clásico. Estamos avanzando lo suficiente y espero que se pueda hacer en los próximos dos años

P. ¿La clave del éxito en IBM ha sido avanzar en la computación cuántica sin desdeñar la clásica?

R. Son complementarias. La revolución en el mundo de la computación que estamos viviendo es el momento más emocionante desde que se crearon los primeros sistemas digitales en los años cuarenta del siglo pasado. La nueva revolución es más que cúbits. Es la combinación de bits, redes neuronales y cúbits. Bits representando la computación de alta precisión, las redes neuronales que forman la base de la IA [inteligencia artificial] y los bits cuánticos. La clave es combinarlas. Siempre va a ser un sistema híbrido de información clásica y cuántica. La orquestación es la clave del futuro. El diseño de Osprey se basa en esa modularidad para que podamos disponer en el futuro varios chips conjuntos con miles de cúbits mediante la combinación de varios sistemas. Ya estamos diseñando sistemas que tendrán decenas de miles de cúbits. Hemos visto sistemas de supercomputación basados en CPU [unidades centrales de procesamiento] y, en la última década, supercomputadoras basadas en GPU [aceleradores de IA]. Ahora vamos a crear sistemas de computación donde añadiremos a esos dos los procesadores cuánticos. El recién anunciado IBM Quantum System Two es nuestra visión de crear las primeras supercomputadoras cuánticas. Para lograr este objetivo, vamos a ser pioneros en unir los campos de la computación y de la comunicación cuántica. Vamos a crear entrelazamientos cuánticos de qubits que están en diferentes chips e incluso sistemas. Para eso último tenemos que inventar lo que se llama un transductor, que permitiría pasar de 5 GHz a frecuencias ópticas de terahercios. Estamos trabajando de manera simultánea en lo de hoy, en lo de mañana y en lo de dentro de diez años.

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