Google anuncia la supremacia quàntica, un avenç que podria canviar la computació

Google va anunciar fa uns dies que havia aconseguit un avenç perseguit des de fa temps i que es coneix com a supremacia quàntica. Aquesta fita podria permetre als nous ordinadors fer càlculs a unes velocitats que són inconcebibles amb la tecnologia actual.

El laboratori de recerca del gegant de Sillicon Valley a Santa Barbara (Califòrnia) ha aconseguit un objectiu en què els científics han estat treballant des dels anys 80: el seu ordinador quàntic ha acomplert una tasca que no es pot dur a terme amb ordinadors tradicionals, d’acord amb un article publicat a la revista Nature.

3 minuts o 10.000 anys

Una màquina quàntica podria impulsar algun dia grans avenços en àrees com la intel·ligència artificial i fins i tot fer que els superordinadors més potents semblessin meres joguines. El dispositiu de Google va fer en 3 minuts i 20 segons un càlcul matemàtic que els superordinadors no podrien completar en menys de 10.000 anys, diu l’empresa en l’article.

Alguns científics han comparat l’anunci de Google amb el primer vol amb avió que van fer els germans Wright el 1903, en el sentit que es tracta d’una prova d’alguna cosa que és possible tot i que encara hagin de passar anys perquè se’n desenvolupi tot el potencial.

“L’artefacte original dels germans Wright no era un avió útil”, diu Scott Aaronson, un investigador expert en computació de la Universitat de Texas a Austin que va revisar l’article de Google abans que es publiqués: “Però es va dissenyar per demostrar una afirmació. I la va demostrar”.

Una aposta econòmica

De tota manera, alguns investigadors han demanat prudència sobre l’anunci de Google, perquè encara cal fer molta feina abans que els ordinadors quàntics surtin dels laboratoris de recerca. Ara mateix, construir un sol ordinador quàntic costa milions d’euros.

Molts dels grans noms de la indústria tecnològica, incloent-hi Microsoft, Intel i IBM, a més de Google, estan prement l’accelerador per obtenir el lideratge de la computació quàntica. I, segons un estudi recent del grup Nature, les empreses de capital risc han invertit més de 400 milions d’euros en start-ups que exploren aquesta tecnologia.

La Xina ha invertit 360 milions d’euros en un laboratori quàntic nacional i ha tramitat almenys el doble de patents que els Estats Units en aquest àmbit. L’administració Trump ha anunciat també una iniciativa quàntica nacional a la qual dedicarà més de 1.000 milions d’euros.

Raresa quàntica i seguretat nacional

Un ordinador quàntic és el resultat de més d’un segle de recerca en l’àrea de la física coneguda com a mecànica quàntica. Opera d’una manera completament diferent a la dels ordinadors tradicionals perquè es basa en el comportament estrambòtic que manifesten alguns objectes a escala subatòmica o quan s’exposen a un fred extrem, com el metall refredat fins a gairebé 273 graus sota zero que hi ha a l’interior de la màquina de Google.

Els investigadors creuen que algun dia aquests dispositius podrien esperonar avenços en intel·ligència artificial o resoldre fàcilment l’encriptació que avui protegeix ordinadors vitals per a la seguretat nacional. Per això els governs de la Xina i els Estats Units consideren la computació quàntica una prioritat en matèria de seguretat nacional.

Però primer els científics han de demostrar que aquesta tecnologia pot esdevenir més que un projecte en què s’intueix un possible futur.

Dos valors alhora

Els ordinadors tradicionals efectuen càlculs mitjançant el processament de bits d’informació, en què cada bit pot prendre els valors 0 o 1. Així ha sigut durant dècades.

Entendre com és de diferent un ordinador quàntic requereix un salt filosòfic: acceptar la noció que un objecte es pot comportar com dos objectes separats al mateix temps quan és molt petit o bé quan està molt fred.

Gràcies a aquest comportament tan estrany, els científics poden construir un bit quàntic o qbit en lloc d’un bit, que emmagatzema una combinació dels valors 0 i 1. Dos qbits poden tenir quatre valors alhora. I, a mesura que augmenta el nombre de qbits, un ordinador quàntic es torna exponencialment més potent.

Els científics van descriure la idea per primer cop als anys 80, però els qbits són fràgils. Només aconseguir-ne uns quants de junts pot portar anys de feina. Les últimes dècades, laboratoris del món acadèmic, la indústria i els governs han treballat conjuntament en la computació quàntica amb un ampli ventall de tècniques, entre les quals destaquen la construcció de sistemes a partir de partícules de llum o de camps electromagnètics que atrapen partícules carregades diminutes.

Fa uns 20 anys, investigadors japonesos van descobrir els qbits superconductors a partir de metalls refredats a temperatures extremament baixes. Aquest mètode s’ha mostrat especialment prometedor i ha donat lloc a projectes d’IBM, Google i Intel. Les seves màquines no s’assemblen gens a un ordinador tradicional. Són llargs cilindres de metall i cables retorçats que pengen a l’interior de refrigeradors d’acer inoxidable. S’envia informació a la màquina, tal com es faria amb un xip d’ordinador convencional, i es reben els resultats dels càlculs.

“Hem construït un nou tipus d’ordinador basat en les característiques inusuals de la mecànica quàntica”, diu John Martinis, supervisor de l’equip encarregat del hardware de l’experiment de supremacia quàntica de Google. “Ara som en el moment d’intentar utilitzar-ne la potència”, afegeix.

El misteri de Google

L’article de Google es va convertir en un misteri d’internet quan es va publicar en línia al setembre i va desaparèixer poc després. N’hi va haver prou amb aquesta aparició per posar en alerta els investigadors de les empreses competidores, que pensen que el gegant de Sillicon Valley està inflant els seus resultats.

IBM va deixar anar un foc preventiu en un blog, en el qual posava en dubte l’afirmació de Google que el càlcul que havien fet no el podia fer un ordinador tradicional. El càlcul, argumentava IBM, es podria fer teòricament en un ordinador convencional en un temps inferior a dos dies i mig, i no pas en 10.000 anys.

“Això no va de la preeminència definitiva i absoluta sobre els ordinadors clàssics”, diu Darío Gil, que lidera el laboratori de recerca d’IBM a Yorktown Heights (Nova York), on l’empresa està construint els seus propis ordinadors quàntics. Altres investigadors han tret importància a la fita de Google perquè el càlcul és força esotèric. L’algoritme genera nombres aleatoris amb un experiment quàntic que no es pot aplicar a cap altre cas.

Una realitat pròxima

Tot i que IBM posa en dubte el valor dels resultats de Google, el Dr. Gil sosté que els ordinadors quàntics estan cada vegada més a prop de ser una realitat. “El 2020 ja els podrem utilitzar amb finalitats científiques i comercials”, diu.

Tal com passa amb la recerca de frontera que es fa en laboratoris privats, l’esforç quàntic de Google té les seves arrels al món acadèmic. El 2014 Google va contractar un equip de físics que s’havien passat uns quants anys treballant en computació quàntica a la Universitat de Califòrnia a Santa Barbara.

Quan es va publicar l’article, Google va respondre a les crítiques d’IBM. “Hem seguit una trajectòria completament allunyada dels ordinadors clàssics”, va dir un portaveu de l’empresa en un comunicat. “Agrairem qualsevol proposta per avançar en les tècniques de simulació, però és crucial que es provin en superordinadors reals, tal com hem fet nosaltres”.

El càlcul efectuat per la màquina de Google és una manera de mostrar que un sistema quàntic complex pot ser fiable. L’empresa també creu que els nombres aleatoris que ha generat poden tenir una utilitat pràctica.

A mesura que els ordinadors quàntics vagin millorant, podran ajudar a millorar la criptografia o fins i tot a optimitzar la creació de nous medicaments o materials, diu Daniel Lidar, investigador especialitzat en computació quàntica a la Universitat de Califòrnia del Sud. “La computació quàntica serà molt important”, diu. “Té aplicacions en molts àmbits”. El Dr. Lidar diu que esperava que altres científics intentessin refutar els resultats de Google. Però alguns pensen que treballar en aquesta màquina gairebé mítica és beneficiós per a tothom.

“Els resultats de Google són una fita important, no només per a Google sinó per a tota la comunitat científica”, diu Chad Rigetti, que havia treballat en el projecte de computació quàntica d’IBM i que ara dirigeix la seva pròpia start-up. (La dona de Rigetti és editora de la secció d’opinió del New York Times. ) “Ara ja és una qüestió de poc temps que tinguem problemes comercialment rellevants que puguin ser resolts per ordinadors quàntics”, sosté.

Copyright The New York Times