Conoce a Willow
Google nos presenta su chip cuántico
Una de las personas que más sabe de computación cuántica del mundo vino desde California a contarnos dos avances históricos. ¿Qué hizo Emilio? Ponerle la cabeza como un bombo con analogías cuánticas de Harry Potter (lo puedes ver en nuestro WATIF podcast).
🚀 Esto es WATIF. El resto es historia.
¿Y si la IA no es lo que va a cambiar el mundo? ¿Y si los avances más potentes viniesen de la mano de un ordenador que parece un candelabro gigante y funciona a 270 grados bajo cero? No te hablo de un ordenador más rápido, sino de «un ordenador distinto». Se trata de una máquina que imita cómo se comporta algo tan abstracto como las partículas fundamentales del universo. Todo, para investigar algo tan concreto como una vacuna contra el cáncer; o la solución para tener energía limpia e ilimitada con la fusión nuclear. ¿Que de qué te hablo? Pues de un computador cuántico. «Hemos demostrado que podemos [hacer uno]».
La frase es de Sergio Boixo, director científico de Teoría de Información Cuántica de Google, que nos ha explicado en primicia por qué estamos más cerca que nunca de tener un ordenador cuántico. Alto y de sonrisa fácil, responde a nuestras primeras dudas de pie, en un corrillo. Transmite optimismo; nadie diría que se acaba de bajar de un avión que ha cruzado el Atlántico. Pienso que esa buena vibra tiene que ver con dos factores: por un lado, viene de unas pequeñas vacaciones; por el otro, se le ve entusiasmado con lo que viene a contarnos: «En 10 años», nos asegura, la computación cuántica «será una realidad práctica».
Esa confianza se la da Willow, el chip cuántico con nombre de sauce llorón que viene a presentar. Con él, Google dice haber conseguido dos hitos. El primero es haber completado una tarea en 5 minutos que al ordenador clásico más rápido del mundo le costaría 10.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 de años (más de los que tiene el universo). Y el segundo logro es haber demostrado por primera vez que se pueden hacer chips cuánticos cada vez más grandes sin que dejen de funcionar. Esto último es muy gordo porque es algo que se resistía desde que una teoría lo defendiese como posible hace casi 30 años y abre la puerta a ordenadores mucho más potentes que los que tenemos ahora.
«[Más potentes] para algunas cosas», me matiza Sergio. «Es un ordenador distinto».
¿Pero qué es distinto? Piensa en el mundo de los sueños. En los tuyos, habrás cruzado paredes y habrás estado en varios sitios al mismo tiempo. Pero llega un punto en el que despiertas, todo vuelve a funcionar como siempre y no sabes explicar qué acaba de pasar. El mundo cuántico, que es el mundo de los átomos, las moléculas y las reacciones químicas, también vive en esa especie de ensoñación. Opera con leyes distintas. Partículas que cruzan paredes. Electrones que están en dos sitios al mismo tiempo. Pero todo lo cuántico, cuando se hace lo suficientemente grande, ¡pum!, también se despierta y empieza a comportarse igual que el resto de cosas a tu alrededor. Te chocas contra la pared. Solo puedes estar en una habitación y no en dos al mismo tiempo. En realidad lo cuántico sigue estando ahí, pero no lo percibimos. Y eso es lo que los científicos como Sergio buscan solucionar: quieren que su chip aguante soñando lo máximo posible.
Willow todavía es muy pequeño, cabe de sobra en la palma de tu mano. Sergio y el resto de investigadores de computación cuántica quieren chips mucho más grandes, o varios chips trabajando juntos. Y cuando digo grandes, hablo de procesadores con más cúbits, la unidad básica de los ordenadores cuánticos. Un ordenador como el tuyo trabaja con bits que están a 0 o a 1, como un interruptor: o está encendido o está apagado. En cambio, un ordenador cuántico utiliza cúbits, que pueden estar a 0 y 1 a la vez, como una moneda girando en el aire: cara y cruz al mismo tiempo. Esto permite explorar todas las combinaciones de 0 y 1 simultáneamente, lo que hace que los ordenadores cuánticos sean presumiblemente mucho más potentes.
El problema es que lo cuántico no suele funcionar en algo tan grande como el chip Willow que han hecho en Google. Y mucho menos en algo que sea «10.000 veces más grande», como querría Sergio. Pero esa es la única forma con la que podrían lograr llevar la computación cuántica al siguiente nivel.
¿De qué serviría eso? Por ejemplo, para desarrollar vacunas. Unos científicos del King’s College de Londres han logrado con apenas 6 cúbits simular una proteína clave en la investigación sobre vacunas contra algunos tipos de cáncer. Este es el tipo de problemas que las computadoras clásicas no pueden abordar. Los ordenadores cuánticos serán mucho mejores, sobre todo, ahí donde la mecánica cuántica importa: en ese mundo diminuto imperceptible para el humano que buscan reproducir chips como Willow.
Otro campo con potencial es el diseño de baterías. Sergio nos pone un ejemplo para que lo entendamos: con los medios actuales, tendrías «que hacer un millón de baterías distintas» para ver cuál es el prototipo más eficiente. En cambio, con un ordenador cuántico, te bastarían 1.000 simulaciones «para ver cuál es la mejor», y luego fabricar esa única batería perfecta. Pero Willow no es suficiente. Tiene 105 cúbits, y necesitamos procesadores «que tengan millones de cúbits», dice Sergio. En ese punto, la computación cuántica cambiará el mundo y, desde el laboratorio de Google, creen haber dado un paso decisivo hacia ese destino.
Hasta ahora, añadir más cúbits suponía hacer un procesador con más errores. Unai Aseginolaza, físico y profesor de la Universidad de Mondragón, me lo explica de otra forma: «Aunque un procesador tenga más cúbits, en la práctica no se pueden utilizar». Esto sucede porque los cúbits se perturban con lo que sea: con un poco de luz, con un leve cambio de temperatura, con un ruido. Como los sueños. «A medida que hacíamos nuestros chips más grandes, dejaban de ser cuánticos y se comportaban como los clásicos», relata Sergio. Willow, con su corrección de errores, ha conseguido derribar ese muro. Este chip abre la puerta a la escalabilidad, a hacer sistemas cada vez mayores. «Si de verdad han conseguido eso, sería la hostia», sentencia Unai, «entraríamos en una nueva era».
Está por ver si este avance cambia la percepción de algunas de las voces más críticas desde dentro de la comunidad científica, que veían en la computación cuántica un agujero negro de dinero que no conduce a nada. Gil Kalai, matemático de la Universidad de Yale, no pensaba que se pudiese «bajar del umbral [de corrección de errores]», que es como se refieren los físicos a lo que habría conseguido Google.
Sin embargo, las Big Tech sí lo creían posible, y rivalizan en una carrera ya en marcha. Microsoft ha lanzado un órdago este noviembre diciendo que su computadora cuántica estará disponible comercialmente ¡para 2025! IBM y Amazon anuncian regularmente avances en sus procesadores, además de permitir el acceso remoto para los investigadores que quieran probar sus algoritmos cuánticos. Esto último es clave para que estas computadoras del futuro solucionen problemas reales.
Como un procesador cuántico opera de manera distinta, también necesita algoritmos especiales, cuánticos, para que todo esto sirva para algo. Y muchos de esos algoritmos están por inventar. Cálculos como el que te comentaba (el de los 10.000… años en 5 minutos) no tienen aplicaciones prácticas. Por eso, Google ha lanzado una competición con un premio de 5 millones de dólares para el equipo que diseñe los algoritmos más útiles. Si te ves capaz, ¡tienes 3 años!
Mientras tanto, Sergio pondrá a su equipo a trabajar en el siguiente reto: «Ahora conseguimos mantener los cúbits un milisegundo» funcionando como queremos, lo cual no es tiempo suficiente para operaciones complejas. Los nuevos algoritmos necesitarán todo el tiempo posible para dar un resultado que sirva de algo: un avance clave en una vacuna, una partícula desconocida para crear energía más limpia. El pobre Willow acaba de presentarse en sociedad y ya trabajan para jubilarlo…
Chips más grandes1, más estables y más algoritmos conforman la hoja de ruta que debe seguir la computación cuántica para cambiarnos la vida. Son cambios que podrían llegar en forma de energía limpia ilimitada, nuevas vacunas, baterías más potentes o mejoras en la seguridad de nuestras comunicaciones y operaciones financieras.
Sergio Boixo dice que esperemos «10 años», lo mismo que tarda en crecer un sauce llorón (willow).
El semáforo
🟢 Habrá que hacer un WATIF el Club de cara a los Óscar de 2025, ¿no creéis? Para ir calentando, os dejo este enlace sobre cómo está la carrera según Variety. Colocan a Wicked como la favorita a mejor peli.
🟠 Sigue aumentando el número de personas que tienen amistades o hasta relaciones sentimentales con chatbots de IA. Los posicionamientos sobre estas aplicaciones oscilan desde los que las ven como una alternativa a la soledad hasta los que las acusan de conducir al suicidio.
🔴 Los científicos pensaban que 2024 sería más frío que 2023, el año más cálido de la historia. No va a ser así, y eso les preocupa.
El primer WATIF live! en BCN
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🤝 Hasta la próxima,
O varios chips conectados.
Enhorabuena, porque habéis conseguido explicar algo tan complejísimo como los errores en computación cuántica con una analogía maravillosamente sencilla. No es nada fácil hacerlo, creedme porque sé de lo que hablo.
Si la informática cuántica evoluciona como debe y, además, consigue colaborar con la neuromórfica, la fotónica o incluso la clásica, el mundo en el que vivimos se puede llegar a transformar de una manera muy loca.
EMHO, esto será determinante para que la IA consiga vivir a la altura de las expectativas. Hasta que los cacharros que la deben soportar no estén listos, la IA nos podrá ayudar, sí, pero no tendrá la capacidad de cambiarnos la vida como se espera de ella.