Ignacio Cirac: "Va a haber una revolución cuántica en el hogar, hay que estar preparados"

¿Qué pasaría si pudiéramos hacer una computadora cuyos bits pivoten entre esos universos y tomen información de los dos en forma simultánea? ¿Qué capacidad de cálculo tendría una máquina con esas características? ¿Es ciencia ficción?

Nada de eso. El físico español Ignacio Cirac, uno de los “padres” de la computación cuántica, está actualmente desarrollando el hardware y el software de esta nueva tecnología que cambiará el mundo. Lo hace en el Instituto Max Planck de Óptica Cuántica de Alemania, donde es el director.

Cirac está por estos días en Valencia, España, donde participará como expositor en el encuentro internacional de rectores Universia 2023 que arrancó este lunes, y en el que participan 54 universidades argentinas -entre ellos el de la UBA-, así como el ministro de Educación nacional Jaime Perczyk.

Clarín habló con Cirac, que entre sus galardones tiene haber ganado los premios Príncipe de Asturias a la Investigación Científica y Técnica y el Wolf de Física.

- Hoy hay muchas versiones con respecto a la computación cuántica. Concretamente, ¿cómo estamos ahora en cuanto a su desarrollo?

- Hoy en día tenemos prototipos, que muestran que los principios funcionan bien. Incluso hacen algún cálculo que no se puede hacer con computadoras usuales. Es un cálculo muy específico y académico.

- ¿El prototipo usa partículas subatómicas?

- Sí, también partículas superconductores. Es una computadora cuántica, pero aún muy pequeñita y tiene errores. No funciona exactamente como querríamos, porque la tecnología todavía no la tenemos tan desarrollada. Pero ya muestra la potencia que tiene.

Entre 10 y 20 años

- ¿En cuánto tiempo estará lista y qué va a poder hacer?

- El tiempo oscila, según a quién le preguntes. Para mí, en el orden de 10 a 20 años. Una vez que la tengamos, servirá para varias aplicaciones que conocemos, pero también habrá muchas que aún no conocemos. Porque aún no las pudimos probarlas. De las que conocemos, resolverá problemas de física de partículas: ¿De qué están hechas? ¿Cómo funcionan? ¿Por qué un objeto pesa lo que pesa y no una cosa distinta? Y otras aplicaciones relacionadas con el desarrollo de materiales. Muchos de ellos, muy difíciles de desarrollar y simular con computadoras normales. Además sabemos que existen aplicaciones que podría llegar a hacerse con cálculos en el campo de la optimización. Y tal vez en el de la inteligencia artificial. 

- ¿Qué están pensando en cuanto a la inteligencia artificial?

- El entrenamiento será más rápido, harán falta menos datos para realizar un aprendizaje. Y podrían desarrollarse redes neuronales cuánticas con más expresabilidad, más que ChatGPT. Existen evidencias de que puede ser así.

- ¿Las computadoras cuánticas van a tener la misma forma de las actuales?

- Dentro de 10 años aún van a ser más como las supercomputadoras actuales, las que predicen el tiempo meteorológico o se usan para el desarrollo de materiales. 

- ¿Llegará algún momento en que lo podamos tener en la PC o en el celular?

- Sí. Si le preguntabas hace 80 años al presidente de IBM si pensaba que las computadoras algún día podían estar en la casa, decía que absolutamente no. Que no pensaba que hubiese más de 5 o 6 personas que pudiesen tener interés en todo el mundo. Fijate cómo está esto ahora. A lo mejor ocurre algo parecido: que hoy no le vemos la utilidad, pero que cuando las tengamos empecemos a desarrollar utilidades que nos hacen falta en casa. Pero eso todavía es especular. 

En el mundo microscópico

- ¿Cómo explica que en una computadora hay cero y uno al mismo tiempo? ¿O que un objeto está en un lugar y no está al mismo tiempo? 

- Está fuera de la intuición porque no estamos acostumbrados a verlo. No estamos en ese mundo microscópico donde ocurren estas cosas. Entonces tenemos que hacer unas analogías que son un poco ficticias. Y una forma de pensarlo es que en este mundo microscópico hay como universos paralelos. Ahí la vida de una partícula, de un objeto, de un átomo, se desdobla y está en un universo en un sitio, y en otro universo en otro. Como vemos en las películas de ciencia ficción, que hay personas que están en universos paralelos, a esto lo llamamos superposiciones. El objeto está haciendo dos cosas a la vez porque está en los dos universos que están persistiendo. Y los universos empiezan a hacer cosas entre ellos. En la computación cuántica, desde afuera relacionamos los universos para explotarlos.

- ¿Cuántos universos paralelos puede haber?

- Si tenemos una partícula -que llamamos un bit cuántico-, hay 2. Si tenemos 2, hay 4 y 3 son 8. Con 4, 16. Es exponencial, es decir, que si tenemos 300 pues tendremos 1 con 80 ceros. Millones y millones y millones y millones y millones y millones de universos. Podemos estar en paralelo haciendo cálculos, con todos estos pequeños universos paralelos. Esto es una analogía, no es exactamente lo que está pasando. Pero es una forma de entender. En computación cuántica, buscamos crear los universos y que se relacionen. Y logramos más potencia para hacer cosas que no podemos hacer en un universo solo.

- ¿Qué se requiere parta lograr esto?

- Necesitamos trabajar en condiciones extremas, porque esos universos son muy, muy, muy frágiles. Y en cuanto hay algo que los perturba, desaparecen. Por eso nosotros no los vemos en nuestros días. Tiene que estar a una temperatura muy baja, aislados, para que no haya moléculas por ahí que interfieran. Por eso va a tardar todavía, porque hay que hacerlo bien.

- Me cuesta pensar cómo eso puede terminar en una computadora hogareña, hay que supercongelarlo y demás.

-
Tenemos que conectarlo con nuestro mundo. Eso es tecnológicamente difícil, pero se ha conseguido ya con estos prototipos y estamos avanzando.

- ¿Qué están haciendo ahora en el Instituto Max Planck?

​
- Trabajamos en lo que se llama el hardware cuántico, con una tecnología específica. Y desarrollamos el software cuántico: algoritmos para ver qué problemas se pueden resolver y cómo utilizar ese hardware para resolverlos. Aparte hacemos otras investigaciones relacionadas con las tecnologías cuánticas, pero no con la computación.

Argentinos, con "nivel alto"

- ¿Cómo ven a los investigadores argentinos en esta materia?  

- El nivel es muy alto, tanto los que salen de la Universidad Buenos Aires como del Instituto Balseiro, u otras universidades como la de Córdoba. Conozco y he tenido científicos argentinos trabajando conmigo. Tengo colegas argentinos, uno muy cercano que es Juan Pablo Paz. A mí me hicieron doctor honoris causa por la UBA. Otra cuestión distinta es si tienen los medios para poder desarrollar la investigación como en otros países. Y no los tienen. Por eso los argentinos o vienen para acá o se van a EE.UU. u otros sitios, pero todavía en Buenos Aires existe un grupo que está investigando en computación cuántica, que están construyendo algunas de las plataformas, pequeños prototipos, y tiran hacia adelante. Con más dificultades de las que tenemos en otros países como Alemania, pero es muy de destacar lo que están haciendo.

- Si un joven piensa en estudiar esto, ¿qué le diría?

- Que sería muy buena apuesta. Si a uno le gustan las ciencias y las matemáticas y la física, combina un poco de todo. Luego tiene aspectos incluso filosóficos, es decir, que es algo profundo.

- ¿Filosófico en qué sentido?

- La física cuántica nos dice que la realidad que nos rodea no es como la imaginamos. Se va definiendo según la vamos observando. Hay mucha filosofía detrás de eso. Tiene aspectos tecnológicos. Y parece ser que va a haber una revolución cuántica que es incipiente ya. Y estar preparado y participar en ello es una gran oportunidad para los jóvenes. Así que yo, si fuese un joven investigador, es una de las opciones más serias que me tomaría.

Los riesgos, también

- ¿Y hay algún riesgo que se piense que puede llegar a tener con la computación cuántica?

- Son indirectos. Una computadora 1.000.000.000 de veces más rápida que las usuales podría tener riesgos porque a lo mejor se puede utilizar para desarrollar fármacos, pero también materiales que puedan atacar la población. Entonces, como todo campo tecnológico, tiene sus riesgos y para eso yo creo que los científicos y los emprendedores y toda la gente que está detrás creemos que la sociedad y la política tienen que desarrollar normas éticas y regularlo de tal forma que tenga un bien para la humanidad.

​- ¿Y se está pensando en la regulación?

- No sé si estamos al día, porque es algo incipiente y ya sabemos que normalmente llegamos muy tarde en estas regulaciones. Nosotros estamos avisando que, como quedan unos 10 años, es un buen momento para empezar a pensar sobre eso.

- Se escucha hablar de un tema geopolítico alrededor de este tema. Se habla de China muy interesado y más avanzado ¿Es así? ¿Cuál es el interés de China y cuál el peligro?

- China hace 5 años estaba muy por detrás de los europeos y los estadounidenses. Pero se ha puesto al día y hasta ha superado a los europeos y sobre todo a los estadounidenses. El interés que pueden tener es que estas computadoras cuánticas tienen mucha potencia y algunas aplicaciones que están muy ligadas a la industria farmacéutica o tecnológica, y se espera que tenga muchos más. Una vez que una potencia tenga esta tecnología, podrá desarrollar productos, patentes, algo que en otros sitios se puedan vender o que se pueden utilizar en cualquier otra forma. Es evidente que es esto los que los atrae.

- ¿Tienen contacto con los investigadores chinos?

- Sí, sí, muy estrecho. Porque nosotros todavía estamos en una fase bastante básica en los cuales cuando tenemos resultados los publicamos y vamos a conferencias. Nos vemos ahí, nos comentamos los resultados. Claro, tenemos contacto con los investigadores, pero ellos con sus su terminal local, y eso ya es otra historia. En estos momentos la investigación todavía está siendo muy abierta, excepto algunos usos industriales.

Valencia, Enviado Especial

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