Las computadoras cuánticas prácticas se acercan a la realidad
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Las computadoras cuánticas completamente prácticas aún no han llegado, pero la industria de la computación cuántica está terminando el año con una nota optimista. En la conferencia Q2B de Silicon Valley celebrada en diciembre, que reúne a expertos en ciencia y negocios cuánticos, el consenso parecía ser que el futuro de la computación cuántica es cada vez más brillante.
“En general, creemos que es más probable que alguien, o tal vez varias personas, sean capaces de fabricar una computadora cuántica realmente útil industrialmente, lo cual no es algo que pensé que estaría concluyendo a finales de 2025”, dijo Joe Altepeter, director de programa de la Iniciativa de Evaluación Comparativa Cuántica (QBI) de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa de EE. UU. (QBI) en una presentación durante la conferencia. El objetivo de QBI es determinar cuál de los diversos enfoques actualmente en competencia para construir ordenadores cuánticos puede producir un dispositivo útil, que también debería corregir sus propios errores o ser tolerante a fallos.
El programa tendrá una duración de varios años e involucrará a cientos de evaluadores expertos. Al hacer un balance del programa después de sus primeros seis meses, Altepeter dijo que el equipo identificó “enormes obstáculos” en el camino de cada uno de los enfoques, pero también expresó su sorpresa de que esto no descalificara a ninguno de ellos de la carrera para producir un dispositivo cuántico útil.
“A finales de 2025, me parece que todos los componentes clave del hardware parecen estar más o menos en su lugar, aproximadamente con la fidelidad requerida, tal vez por primera vez, dejando sólo estas enormes preguntas sobre… los desafíos de ingeniería”, dijo Scott Aaronson de la Universidad de Texas en Austin en otra presentación. Aaronson, respetado experto y comentarista de la industria desde hace mucho tiempo, señaló los desafíos actuales a la hora de identificar nuevos algoritmos que podrían conducir a usos más prácticos para las computadoras cuánticas, pero describió el reciente progreso en el desarrollo de hardware como “espectacular”.
Hay buenas razones para estar entusiasmados con el hardware de computación cuántica, pero las aplicaciones van a la zaga, dijo Ryan Babbush de Google. En la conferencia, Google Quantum AI y varios socios anunciaron los finalistas del concurso XPRIZE, cuyo objetivo es cambiar esto.
El trabajo de los siete finalistas incluye simulaciones de biomoléculas relevantes para la salud humana, algoritmos que podrían complementar las simulaciones clásicas de materiales candidatos para soluciones de energía limpia y cálculos que pueden influir en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades que tienen causas complejas.
“Hace unos años, no estaba tan entusiasmado con la ejecución de aplicaciones en computadoras cuánticas. Cada vez estoy más interesado”, dijo John Preskill del Instituto de Tecnología de California, otro importante académico y una voz definitoria dentro de la computación cuántica. En su presentación, defendió el uso a corto plazo de las computadoras cuánticas para el descubrimiento científico.
De hecho, el año pasado se utilizaron varias computadoras cuánticas para cálculos en, por ejemplo, la física de materiales y partículas de alta energía, de una manera que pronto podría rivalizar o superar a los mejores métodos informáticos tradicionales.
Tradicionalmente se ha identificado un puñado de aplicaciones como particularmente adecuadas para las computadoras cuánticas, pero aquí también queda trabajo por hacer. Por ejemplo, Pranav Gokhale de Infleqtion, una empresa que construye dispositivos cuánticos a partir de átomos extremadamente fríos, presentó un algoritmo clásico (el algoritmo de Shor) que podría usarse para romper gran parte del cifrado utilizado por los bancos actuales. El trabajo representa la primera implementación de una versión del algoritmo de Shor en qubits lógicos: componentes de computadoras cuánticas protegidos contra errores. Sin embargo, esta demostración todavía estaba lejos de la complejidad computacional y la potencia informática necesarias para permitir el descifrado fácil de información cifrada en el mundo real, lo que subraya cuán importantes mejoras de hardware y software siguen siendo necesarias a pesar de los avances recientes.
La empresa emergente holandesa QuantWare presentó una posible solución al gran desafío del hardware de la industria: hacer que las computadoras cuánticas sean más grandes, lo que las haría más poderosas computacionalmente, sin hacerlas menos confiables. La arquitectura de la unidad de procesador cuántico de la empresa promete incorporar 10.000 qubits fabricados a partir de circuitos superconductores, unas cien veces más de lo que tienen los ordenadores cuánticos superconductores más utilizados actualmente. Matt Rijlaarsdam de QuantWare afirma que los primeros dispositivos de este tamaño podrían estar funcionando plenamente en dos años y medio. Varias otras empresas, como IBM y Quantinuum, pretenden construir grandes ordenadores cuánticos en una escala de tiempo similar, mientras que QuEra planea fabricar 10.000 qubits a partir de átomos ultrafríos en tan sólo un año, por lo que la competencia será tan feroz como los desafíos de ingeniería.
Y se prevé que la industria siga creciendo, de 1.070 millones de dólares en inversiones globales en 2024 a alrededor de 2.200 millones de dólares en 2027, según una encuesta de la industria de la computación cuántica realizada por Hyperion Research.
“Más personas que nunca tienen acceso a computadoras cuánticas, y tengo la sospecha de que harán cosas con ellas que ni siquiera podríamos imaginar”, dijo Jamie García de IBM.
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