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La nueva revolución cuántica: en busca de las computadoras superveloces

Gigantes de la tecnología como Google, Microsoft o IBM buscan formas de aplicar esta rama de la física a escala comercial

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PARA LA NACION
Sábado 17 de junio de 2017
Muchas empresas ya trabajan en dispositivos que se rigen por la física de las partículas subatómicas
Muchas empresas ya trabajan en dispositivos que se rigen por la física de las partículas subatómicas. Foto: Shutterstock
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Es un ejemplo extraño de la "crisis de los 40", o de la mediana edad, porque en este caso no afecta a personas sino a aparatos electrónicos. La semana pasada se cumplieron cuatro décadas de la computadora personal: en este suplemento se contó la historia de cómo Steve Wozniak ideó la Apple ll, que se lanzó al mercado en junio de 1977. Ya desde 1965 la "ley de Moore" había establecido que cada dos años se duplicaría -aproximadamente- la capacidad de cálculo de los dispositivos y eso se viene cumpliendo, pero en los últimos años este crecimiento comenzó a estancarse: hay un límite físico, difícil de modificar, para la cantidad de transistores que pueden caber en un microprocesador.

Pero como en muchas historias relacionadas con la innovación, de los laberintos "se sale por arriba", con soluciones fuera de la caja, y en el caso de la crisis de la mediana edad de las computadores tradicionales la disrupción podría venir por un camino que hasta no hace mucho tiempo se consideraba una quimera teórica: la computación cuántica.

En los últimos dos meses, gigantes de la tecnología como Google, Microsoft, IBM o Baidu, además de una constelación creciente de start ups, anunciaron que están en carrera para construir las primeras computadoras cuánticas con escala comercial. Se trata de dispositivos que se rigen por la física de las partículas subatómicas, y que prometen revolucionar la capacidad de cálculo con soluciones que llegarían millones de veces más rápido que con las computadoras tradicionales.

Mucho más rápido

Las computadoras que conocemos hoy se sirven de "bits" que representan valores de 0 y 1, y así van armando progresiones lógicas. Los "qbits" -el equivalente en el mundo cuántico- pueden tener los dos valores al mismo tiempo, o cualquier superposición de ellos, con lo cual procesan información mucho más rápido. "No es sólo una cuestión de rapidez: vamos a tener respuestas para preguntas que hoy ni siquiera nos imaginamos", explica a LA NACION el físico y matemático brasileño Rodrigo Parreira, que hoy dirige la empresa de software Logicalis y anteriormente investigó y dio clases en las universidad de San Pablo y de Princeton.

Casi en paralelo con el lanzamiento de la Apple ll hace 40 años, el Nobel de Física Richard Feyman hipotetizó por primera vez sobre la posibilidad de construir computadoras cuánticas. A pesar de que la física de las partículas subatómicas comenzó a desarrollarse a principios del siglo XX, sus características tan extrañas y contraintuitivas la mantuvieron a menudo en los márgenes de las discusiones centrales de la ciencia. "La física cuántica tiene un aura de misterio, y a veces se la presenta como una rama exótica de la física", cuenta Juan Pablo Paz, una eminencia académica en este campo, profesor de Exactas, en su reciente libro La Física Cuántica: todo sobre la teoría capaz de explicar por qué los gatos pueden estar vivos y muertos a la vez, de la colección Ciencia que Ladra, que dirige Diego Golombek para Siglo Veintiuno.

"Nada más alejado de la realidad -sigue Paz-, sin la física cuántica no entenderíamos casi nada de la física contemporánea. Sin ella no existirían los microchips, las computadoras, los punteros láser ni los reproductores de DVD. Sin ella tampoco conoceríamos las lámparas LED, los paneles solares ni las centrales nucleares. En síntesis, la cuántica está en nuestra vida cotidiana, aunque siga conservando su aura de misterio". Además de su recorrido académico y de investigación, Paz fue asesor científico de varias obras teatrales, entre ellas Copenhague, que estuvo en cartel en el Teatro General San Martín entre 2002 y 2006.

Rumbo a la "supremacía"

Con empresas grandes anunciando que de aquí a entre tres y cinco años van a lanzar al mercado computadoras cuánticas, la idea "alocada" de Feyman comienza a ganar solidez, y lo que se discute hoy es el timing, explica el físico Christian Schmiegelow, de 35 años, director del Laboratorio de Iones y Átomos Fríos del Departamento de Física de la UBA, e investigador del Conicet. Si tiene que apostar, Schmiegelow cree que los resultados de impacto masivo de esta tecnología llegarán en diez años. Para ese entonces se estima que podrán ensamblarse dispositivos con más de 50 "qbits" (los experimentales que funcionan hoy tienen unos pocos), que es el límite considerado a partir del cual las computadoras actuales quedarían muy atrás en la carrera de velocidad.

Foto: LA NACION

"Las primeras aplicaciones las vamos a ver en el aparato militar y en encriptación, para sistemas de seguridad, en energía y en la industria aeroespacial", estima Adrian Tichno, físico y socio en un laboratorio de petróleo. Ya en 1994 el físico Peter Shor, por entonces en los Bell Labs, demostró que computadoras cuánticas pueden resolver muy fácilmente el problema de la "descomposición" de un producto de dos números primos muy altos, que es la base de la encriptación moderna.

"También el mundo de las finanzas abordará pronto este campo, en la medida que se vea un potencial de ganancias concreto", agrega Tichno. Se calcula que casi la mitad de los billones de operaciones financieras que se realizan hoy a diario son definidas por algoritmos que "optimizan" portafolios. Para hacerlo utilizan atajos, ya que dada la enorme variedad de activos financieros la optimización perfecta es en la mayor parte de los casos imposible -las combinaciones exceden en varios órdenes de magnitud a la cantidad de partículas del universo-. Pero esto podría cambiar con la computación cuántica, sostuvo dos semanas atrás, durante un congreso de "Finanzas exponenciales" organizado por Singularity, Andrew Fursman, cofundador de 1Qbit, una start up de software para computación cuántica. Para Fursman, las aplicaciones prácticas llegarán antes de lo que se piensa y el momento de invertir es ahora. "Si la computación tradicional fue una evolución, aquí estamos hablando de una revolución", afirmó.

Pero aunque ya se habla de una "Internet cuántica" para un mediano plazo, no hay que ir tan lejos en el tiempo para encontrar dispositivos comerciales basados en esta tecnología. La consultora McKinsey estimó que unas siete mil personas trabajan a nivel global en este campo, con un presupuesto del orden de los 1500 millones de dólares, y esto es recién el comienzo de lo que en el ambiente de los físicos se denomina "la segunda revolución cuántica".

Entre las aplicaciones que ya funcionan, basadas en la física cuántica, está un reloj atómico increíblemente preciso: si se hubiera puesto a andar en el momento del big bang, hace 13.800 millones de años, hoy estaría desfasado apenas un segundo. Como según la teoría de la Relatividad el tiempo se comporta distinto de acuerdo a la distancia de la Tierra, estos sensores ya pueden medir con exactitud casi total alturas y aproximar con alta precisión qué hay debajo del suelo, en base al campo gravitacional que se genera, lo que ya de por sí es revolucionario para la industria de la minería, del petróleo o de la construcción.

Como dice el columnista del New York Times, Thomas Friedman, el futuro ya llegó, sólo que solemos estar entretenidos con otras cosas.

sebacampanario@gmail.com

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