Dentro de la capa bajo cero de la computadora cuántica más poderosa del mundo

Parece un candelabro dorado y tiene el lugar más frío del universo.

Lo que veo no es sólo la computadora más poderosa del mundo, sino la clave para la seguridad financiera, bitcoin, secretos gubernamentales, la economía global y más.

La computación cuántica determinará qué empresas y países ganarán (y perderán) durante el resto del siglo XXI.

En las instalaciones de Google en Santa Bárbara, California, está Willow. Para ser honesto, no me lo esperaba.

No hay pantallas ni teclados, y mucho menos cámaras frontales holográficas o chips de lectura del cerebro.

El sauce es una serie de discos redondos en forma de barril de petróleo conectados por cientos de cables de control negros que descienden a un refrigerador con baño de helio líquido de bronce y mantienen el microchip cuántico a una milésima de grado por debajo del cero absoluto.

Parece y se siente muy de los ochenta, pero si se realiza el potencial cuántico, la estructura de medusa de metal y alambre que tengo frente a mí cambiará el mundo de muchas maneras.

“Bienvenidos a nuestro laboratorio de IA cuántica”, dice el jefe de cuántica de Google, Hartmut Neven, mientras atravesamos las puertas de alta seguridad.

Neven es una figura legendaria, en parte genio técnico y en parte entusiasta de la música techno, que hizo snowboard aquí directamente desde el festival de música Burning Man, para el cual diseña el arte. Tal vez lo tenga en un universo paralelo; hablaremos de eso más adelante.

Su objetivo es transformar la física teórica en una computadora cuántica funcional para “resolver problemas que de otro modo serían irresolubles”, y admite que es parcial, pero dice que estos candelabros se encuentran entre los de mejor desempeño del mundo.

Gran parte de nuestra conversación gira en torno a lo que no se nos permite filmar en este laboratorio restringido. Esta tecnología crítica está sujeta a controles de exportación, secreto y está en el centro de una carrera por el dominio comercial y económico. Cualquier pequeña ventaja es una fuente de beneficio potencial, desde el tamaño de los nuevos componentes hasta las empresas en las cadenas de suministro globales.

Este templo de alta ciencia tiene una atmósfera claramente californiana en su arte y color. Cada computadora cuántica se llama Yakushima o Mendocino, cada una envuelta en una obra de arte contemporáneo, y varios murales estilo graffiti adornan las paredes iluminadas por el brillante sol de invierno.

Neven posee Willow, el último chip cuántico de Google, que ha logrado dos hitos clave. Dijo que el debate sobre si las computadoras cuánticas podrían realizar tareas que las computadoras clásicas no podían se resolvió “de una vez por todas”.

Willow resolvió un problema de referencia en minutos que le habría tomado a la mejor computadora del mundo 10 septillones de años, más de un billón de billones, o 25 ceros al final, la edad del universo.

Este resultado teórico se aplicó recientemente al algoritmo de ecos cuánticos, imposible para las computadoras convencionales, para aprender la estructura de las moléculas a través de la tecnología utilizada en las máquinas de resonancia magnética.

Neven desveló las formas en que creía que este chip cuántico de sauce se utilizaría “para ayudar a muchos de los problemas de la humanidad”.

“Eso nos permitirá descubrir fármacos de forma más eficiente”, afirma. “Nos ayudará a hacer más eficiente la producción de alimentos, nos ayudará a generar energía, transportar energía, almacenar energía… para abordar el cambio climático y el hambre humana…”

“Nos permite comprender mejor la naturaleza y luego descubrir los secretos para crear tecnologías que hagan la vida más placentera para todos”, me dice.

Algunos investigadores creen que la verdadera inteligencia artificial sólo será posible gracias a la tecnología cuántica.

Los miembros del equipo ganaron recientemente el Premio Nobel por su investigación original sobre los “qubits superconductores” utilizados aquí.

El chip Willow tiene 105 qubits. El esfuerzo cuántico de Microsoft tiene 8 qubitsPero utiliza un enfoque diferente. Hay una carrera mundial para conseguir 1 millón de qubits para una “máquina a escala de servicios públicos” que pueda realizar química cuántica y diseñar fármacos sin errores. La tecnología es frágil.

Lo que está sucediendo aquí es seguido de cerca en todo el mundo. El profesor Sir Peter Knight, presidente del Consejo Asesor de Estrategia de los Programas Nacionales de Tecnología Cuántica, dice que Willow abre nuevos caminos.

“Todas las máquinas están realmente en la etapa de modelo de juguete, cometen errores. Necesitan corregir errores. Willow demostró que se pueden corregir errores mediante rondas repetidas de reparación, que conducen a mejoras”, dice.

Esto coloca a la tecnología en camino de escalar para realizar un billón de operaciones con precisión, tal vez dentro de siete u ocho años, en lugar de las dos décadas que se suponía anteriormente.

Si el primer cuarto de este siglo estuvo definido por el auge de Internet y luego de la inteligencia artificial, los próximos 25 años seguramente serán el comienzo de la era cuántica.

Imagínese intentar encontrar una pelota de tenis entre mil sorteos cerrados. Una computadora clásica abre cada secuencia. Una computadora cuántica los desbloquea todos a la vez. O de manera similar, en lugar de requerir cien llaves para abrir cien puertas en la informática normal, la tecnología cuántica le permite abrir todas las cien con una sola llave.

Es posible que estos dispositivos no sean para todos. No se reducirán a teléfonos, gafas con inteligencia artificial o computadoras portátiles. Pero la cuestión es que la potencia de estas computadoras crece exponencialmente y todos participan en la acción.

Le pregunto al jefe de Nvidia, Jensen Huang, si esto amenaza su modelo de proporcionar chips especializados para IA. “No, en el futuro se añadirán procesadores cuánticos a los ordenadores”, responde.

Y uno de los líderes del Reino Unido en este campo muestra lo que el mundo cuántico ha captado: el poder supremo para descifrar casi cualquier cosa, desde secretos de estado hasta bitcoins.

Todas las criptomonedas también tendrán que ser reexaminadas debido a la amenaza de la computación cuántica”, afirma Sir Peter.

Un importante socio de Nvidia dijo el año pasado que, si bien todavía faltan años para Bitcoin, la tecnología es necesaria para una cadena de bloques sólida para finales de la década.

Fuentes de la industria tecnológica se refieren al proceso de “cosechar ahora, descifrar después” para describir cómo se cree que las agencias gubernamentales están guardando todos los datos cifrados del mundo en el país y en el extranjero en previsión de que las generaciones futuras puedan acceder a ellos.

Y luego está la carrera alrededor del mundo. El enfoque de China es muy diferente de las carreras empresariales en Estados Unidos y Occidente.

Con alrededor de 15.000 millones de dólares (11.000 millones de libras esterlinas), los recursos totales comprometidos para la tecnología cuántica en China están probablemente en el orden de todos los programas gubernamentales en el resto del mundo, dice Sir Peter.

Desde 2022, China ha publicado más artículos científicos sobre cuántica que cualquier otro país, un esfuerzo liderado por un destacado físico llamado Pan Jianwei. Es una parte importante del 14º Plan Quinquenal de Beijing.

China decidió impedir que sus empresas tecnológicas como Baidu y Alibaba desarrollaran su propia investigación cuántica y concentró a la gente y la infraestructura en una sola empresa gubernamental. China está tratando de obtener una ventaja en las comunicaciones cuánticas y los satélites.

El año pasado, Jianwei desarrolló y probó la computadora cuántica Zhuchongzi 3.0 utilizando tecnología similar, aunque con un enfoque diferente al de Willow, y afirmó resultados similares. Se abrió para uso comercial en otoño. Todo esto suena un poco al Proyecto Manhattan de la Segunda Guerra Mundial o a la Carrera Espacial del siglo XXI para construir las primeras armas nucleares.

El Reino Unido es uno de los centros científicos de investigación cuántica. Fue un científico británico quien realizó la investigación original sobre los qubits superconductores. Hay decenas de empresas e investigaciones de vanguardia. El gobierno planea invertir significativamente en esto en las próximas semanas. Es esencial para la economía, el uso militar y la geopolítica. Se espera que el Reino Unido sea una tercera potencia en este ámbito.

De vuelta en Willow Lab, quizás se estén planteando incluso más preguntas existenciales. El año pasado, Neven sugirió que la fenomenal velocidad de Willow apoyaba algunas nociones sobre la existencia de un multiverso. Básicamente, Willow explica esta velocidad en universos paralelos por su potencia informática. No todos los científicos creyeron esto.

“Todavía hay un debate animado”, me dice. “Como aprendiste en tu visita al laboratorio, la razón por la que las computadoras cuánticas son tan poderosas es que pueden tocar entre 2 y 105 combinaciones simultáneamente en un ciclo de reloj. ¿Te hace preguntarte dónde están estas cosas diferentes?… Hay una versión de la mecánica cuántica en la que pensar: la formulación de muchos mundos: universos paralelos o universos paralelos”.

Willow no había demostrado esto, Neven tuvo cuidado de decir, pero “sugirió que deberíamos tomar la idea en serio”.

Es la vanguardia de las fronteras, la tecnología y el crecimiento mundiales, y el gobierno británico pronto gastará millones para capturar a los sauces y a los chinos. Suena a ciencia ficción… se está convirtiendo rápidamente en una realidad financiera.