‘La computación tradicional va a seguir existiendo y la cuántica no va a remplazarla’

Sus raíces están en Colombia, tierra de sus padres, pero realmente Steve Suárez es un ciudadano del mundo de la tecnología. Graduado del Instituto Tecnológico de Massachusetts y de la Universidad de Harvard, actualmente es el fundador de la firma de consultoría HorizonX, con sede en Londres.

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Tras haber sido jefe global de innovación en el banco HSBC, con sede en la capital británica, en los últimos tiempos su interés se ha concentrado en la computación cuántica. Esta es descrita como un campo multidisciplinario que incorpora conocimientos de sistemas, matemáticas y física, con el fin de resolver problemas complejos que superan las capacidades de la computación binaria.

El motivo es la utilización de los principios de la mecánica cuántica, presentes en la naturaleza. En un futuro no muy lejano, asegura Suárez, se desarrollará la capacidad que permitirá procesar con rapidez inmensas cantidades de datos, algo que permitirá examinar con mucha mayor precisión fenómenos como el cambio climático.

Invitado recientemente a Cartagena por el Fondo Latinoamericano de Reservas (Flar), el experto concedió una entrevista a EL TIEMPO. Esta es la versión editada de esa charla.

Consiste en usar la mecánica cuántica para tener más poder de computación. En los computadores clásicos, el proceso es binario –de unos o ceros–, pero en este es de unos y ceros. Con lo cual la habilidad de hacer cálculos es exponencialmente más alta, en comparación con las máquinas de hoy. Para dar un ejemplo, para manejar 10 cúbit (qubit, en inglés), que es la medida usada en la computación cuántica, se necesitan 16.000 bits clásicos, que no es mucho. Pero si se trata de 500 cúbit, serían necesarios, en el sistema tradicional, más átomos de los que existen en el universo como lo conocemos. Por eso la capacidad de procesar datos de un tamaño que ni siquiera imaginamos es posible con la computación cuántica. Ese sería el caso de lo relacionado con modelos ligados con el clima.

Existe algo conocido como la Ley de Moore, según la cual cada dos años el número de transistores existentes en un microprocesador se duplica, algo que estuvo vigente durante décadas. Pero estamos llegando al límite porque físicamente es cada vez más difícil poner más transistores en un espacio minúsculo. Entonces, si se trata de escalar la capacidad de cómputo, la única posibilidad es la computación cuántica que equivale a usar el sistema operativo de la propia naturaleza cuando sucede algo como la fotosíntesis en las plantas. Ello nos permitiría, para mencionar un caso, contar con es solares que entreguen mucha más energía y así resolver un número inmenso de desafíos.

Ya hay máquinas operando que, en todo caso, se encuentran en una etapa muy inicial. Compañías como IBM han sacado un chip cuya capacidad es de 433 cúbit y ahora viene uno de mil cúbit. Pero para llegar a donde imaginamos vamos a necesitar un millón de cúbit, algo en lo que se está trabajando. Eventualmente llegaremos porque aquí también, a su manera, se va a aplicar la Ley de Moore. En la medida en que avancemos, entenderemos más cómo usar la mayor capacidad, porque no solo se trata de cuántos cúbit hay, sino de la calidad que tienen. La física cuántica muestra que, si hay lo que se conoce como ruido, los resultados no salen bien. Apenas vamos en el comienzo.

Es el mismo de cualquier tecnología, porque hay que trabajar tanto en el hardware como en el software. Existen muchas compañías que, por distintas vías, están tratando de llegar a lo que se describe como el estado cuántico. De vuelta a IBM, ellos usan una tecnología que se llama superconducción que obliga a que el sitio donde está la máquina necesita ser tres veces más frío que el espacio exterior (menos 273 grados centígrados), en un ambiente de vacío. Otros utilizan una tecnología que consiste en atrapar iones a través de imanes y eso sirve para hacer cálculos. Unos más se van por los láser, para realizar la computación en un solo fotón. También están los que trabajan con diamantes y utilizan las impurezas para determinar el número de átomos y aprovechar el ambiente de vacío natural. En fin, es fascinante que existe mucha gente brillante mirando esta tecnología desde diferentes ángulos. Se registran tantos progresos que se deben mantener todas las puertas abiertas.

No. Cada cual trata de desarrollar el suyo. Unos pueden estar más adelante que los demás, pero los avances aquí y allá son tan rápidos que es imposible predecir lo que viene. Debido a eso, hay inversionistas que ponen dinero en varias empresas porque, para hablar en jerga de décadas atrás, nadie sabe si va a ganar el VHS o el Betamax.

Es difícil visualizar que en el futuro existan máquinas de este tipo en cualquier oficina…

Por ahora sí. Pero aún si se resuelven desafíos como el tema de un ambiente muy frío, es difícil pensar que una persona tendrá una máquina de estas en su habitación. Entre otras porque la computación tradicional va a seguir existiendo y la cuántica no llegó para remplazarla, sino para que las dos trabajen juntas. Para ciertos trabajos, una es más eficiente que la otra y viceversa.

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Son cuatro. La primera es simulación, por ejemplo, del clima o de compuestos químicos. La segunda es optimización, como puede ser la logística, la entrega de energía o los portafolios de inversión. La tercera es el aprendizaje automático (machine learning, en inglés) que sirve para controlar temas de fraude, para citar un caso. Y lo último es seguridad, que tiene que ver con la encriptación de información de los ciudadanos, las empresas o los países.

Compañías y países. Este es un tema muy sensible. Tanto que la compañía que yo tengo, en la cual presto asesorías sobre este asunto, no puede trabajar en algunos lugares. Y la razón es que quien llegue primero va a tener una enorme ventaja sobre los demás. Por eso les digo a mis clientes que necesitan entender lo que va a traer el futuro, así este se demore en llegar cinco o veinte años. Entender implica también saber de riesgos y oportunidades.

Lo relacionado con la seguridad. Existiría la posibilidad de que alguien intercepte muchos de los datos que se transmiten de manera continua, los desencripte y los guarde. Pero ese es un riesgo teórico porque esto no va a estar en manos de todo el mundo. De otro lado, reconozco el peligro de que unos pocos gobiernos o compañías puedan usar esta tecnología y los demás no, lo cual les daría una enorme ventaja y crearía otra brecha digital.

La tecnología ya está en uso por parte de algunos. Por ejemplo, Boeing la está utilizando para desarrollar un nuevo modelo de avión. Pienso que en el lapso de cinco años vamos a ver una diferencia grande frente a lo de hoy. Y es posible que en diez años esto realmente comience a cambiar el mundo. Claro que nada va a pasar de un día a otro, sino que habrá niveles. Hecha esa aclaración, lo importante es comprender que hay que aprender desde ahora. El que se quede en esto está perdido.

RICARDO ÁVILA

ANALISTA SÉNIOR 

ESPECIAL PARA EL TIEMPO

La simulación de nuevos materiales o estudio de compuestos químicos son dos de las aplicaciones más prometedoras de la computación cuántica. Se trata de tareas extremadamente difíciles para los computadores clásicos porque el número de parámetros que describen el comportamiento de los sistemas físicos y químicos crece exponencialmente con la cantidad de partículas que los componen.

Pero las propiedades cuánticas de este tipo de sistemas hacen que su simulación con computadores cuánticos resulte natural, como señaló el físico Richard Feynman incluso antes de que la computación cuántica existiera como disciplina científica.

Así, son muchos los investigadores que han desarrollado algoritmos pensados para estudiar propiedades de moléculas químicas mediante computadores cuánticos. Uno de los más famosos es el llamado Variational Quantum Eigensolver (VQE), que presenta la particularidad de ser usado incluso con computadores cuánticos pequeños y sensibles al ruido de los que disponemos hoy.

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Con este método, se ha conseguido simular en hardware cuántico real algunas moléculas de tamaño reducido, alcanzando una precisión equivalente a la de los cálculos clásicos. Aunque aún estamos lejos de superar a computadores tradicionales en esta tarea, el ritmo de crecimiento de las capacidades de los computadores cuánticos y las mejoras en los algoritmos nos hacen suponer que posiblemente esta sea una de las primeras aplicaciones prácticas de la tecnología.

Los computadores cuánticos no son la solución a todos los problemas computacionales y de tratamiento de datos que podamos plantear. No son dispositivos mágicos con los que se pueda realizar instantáneamente cualquier cálculo. Pero tampoco son solo versiones más rápidas de los computadores de los que disponemos.

Si tenemos en cuenta que las aplicaciones de los computadores cuánticos incluyen campos de tanta relevancia como la ciberseguridad, la simulación de procesos físicos y químicos o la inteligencia artificial, el hecho de que la computación cuántica no sea una herramienta que sirva para todo no disminuye su valor sino que simplemente lo matiza. Disponer de computadores cuánticos no significará el fin de nuestras limitaciones de cómputo, pero podemos dar por seguro que supondrá un profundo cambio en nuestra forma de calcular y procesar datos y, por tanto, una transformación radical de nuestra sociedad.

AUTOR: ELÍAS F. COMBARRO, profesor de la Universidad de Oviedo.

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