Números extremos y agujeros de gusano: qué viene después de la ley de Moore

La reunión transcurrió en la tercera semana de noviembre pasado en París, con bajo perfil y muy escasa cobertura mediática. Representantes de todo el mundo coincidieron en una nueva Conferencia General de Pesos y Medidas en la capital francesa y decidieron bautizar con nuevos prefijos algunos números extremadamente grandes o pequeños. Los prefijos “ronna” y “quetta” representan un 10 elevado a la 27 y un 10 elevado a la 30, respectivamente; en tanto que “ronto” y “quecto” son un 10 a la menos 27 y un 10 a la menos 30. Para tener una idea, la Tierra pesa alrededor de un “ronna-gramo” y la masa de un electrón está cerca de un quectogramo.

La conferencia anterior había sido tres décadas atrás, en 1991, y allí se introdujeron los prefijos zetta (10 a la 21), zepto (10 a la menos 21), yotta (10 a la 24) y yocto (10 a la menos 24).

En aquella instancia el pedido de nombres para referir a números más extremos venía de los químicos. Esta vez, en noviembre, la necesidad surgió del campo de la economía de la información. Por ejemplo, se estima que para 2030 el mundo generará alrededor de un “yottabyte” de datos por año: lo que cabe en DVD apilados en forma horizontal desde la superficie terrestre hasta Marte.

Números que salen de la estratósfera para esta era de datos, que viene sumando información sobre la base de la dinámica exponencial más famosa del mundo: la ley de Moore, enunciada en 1965 en uno de los ensayos más influyentes del siglo XX. Gordon Moore, que por entonces era director de investigaciones en Fairchild Semiconductor y que luego fundaría Intel, dijo originalmente que la cantidad de transistores en un micro-procesador se duplicaría cada año, y luego amplió el lapso a dos años.

Por aquel entonces las computadoras costaban, a precios de hoy, 170.000 dólares. Era una época prellegada del hombre a la Luna: de hecho, la carrera espacial del Apolo tuvo como externalidad principal la aceleración de la llegada de la era digital, porque la NASA era el gran comprador, por entonces, para la naciente industria del hardware.

La ley fue válida por décadas. Se verificó empíricamente más tiempo que en las proyecciones iniciales más optimistas de Moore, que arriesgó que esta dinámica duraría 20 años.

Sin embargo, a pesar de su éxito, la ley de Moore tiene fecha de expiración, algo que reconoció su propio autor por primera vez en una conferencia de 2005. El estancamiento de la ley de Moore es una consecuencia del límite físico de la tecnología actual. Al aumentar la densidad de transistores se incrementa el calor generado para un mismo volumen. Por lo tanto, no es posible extraer el calor suficientemente rápido sin riesgo de sobrecalentar y dañar el microprocesador.

En septiembre del año pasado el cofundador de Nvidia, Jensen Huang, postuló que “la ley de Moore murió”, y otras celebridades del mundo tecnológico tienen el mismo diagnóstico.

Aunque la exponencialidad es el concepto fetiche del campo de la alta tecnología, la descripción que mejor aproxima los fenómenos de innovación es la de una forma de “S” o de “liana”: hay un momento de crecimiento casi vertical, que en alguna instancia se agota y saltamos a otra avenida de progreso. ¿Cuál será esta nueva liana?

Hay quienes especulan que las mayores chances son para la computación cuántica, que tuvo un fin de 2022 estelar gracias a una noticia que revolucionó el mundo de los físicos.

Damián Galante, un físico teórico argentino que investiga con la beca Stephen Hawking en el King’s College de Londres, cuenta que en su ámbito disciplinario no se habla de otra cosa que de la simulación, semanas atrás, de un “agujero de gusano” en una computadora cuántica de Google. Un agujero de gusano, también conocido como puente de Einstein-Rosen, es una teoría descripta en las ecuaciones de la relatividad general, que esencialmente consiste en un atajo a través del espacio y el tiempo.

Jamás se descubrieron pistas de esta estructura en la realidad, pero dos físicos –María Spiropulu de Caltech y Joseph Lykken de Fermilab– en Estados Unidos anunciaron, a fines de 2022, que lograron una simulación teórica de esta formación descripta por primera vez por Albert Einstein y Nathan Rosen.

Por ahora se trata solo de una simulación: “La gente me pregunta si podemos poner un perro en un agujero de gusano y trasladarlo en el espacio-tiempo y me da risa, estamos lejísimos de eso”, dijo Spiropulu en una entrevista. “El hecho de que se puedan empezar a simular sistemas cuánticos como los que se estudian en teorías de gravedad cuántica es sumamente interesante. Aunque todavía estos experimentos están lejos de recrear el espacio-tiempo, son una prueba fáctica de que la tecnología se está acercando a la teoría”, continúa Galante, que divulga esta agenda desde su blog fisicagalante.medium.com.

Para el investigador del King’s College, la recreación simulada de un agujero de gusano “es un ejemplo de cómo predicciones teóricas pueden empujar los límites de las tecnologías cuánticas actuales y, eventualmente, tener aplicaciones más prácticas. Será interesante ver si en el futuro se pueden hacer experimentos más limpios y más precisos como para poder empezar a simular propiedades desconocidas de la gravedad cuántica”.

En la parte teórica, la idea de que se pueda “hacer” un pedazo de espacio-tiempo a partir de un sistema cuántico es una consecuencia de lo que se conoce como la conjetura de Maldacena, del físico teórico argentino Juan Martín Maldacena, profesor en el Instituto de Estudios Avanzados en Princeton (donde estuvo, entre otros, Einstein cuando se mudó a Estados Unidos).

Aunque la computación cuántica tiene la promesa de multiplicar la capacidad de cálculo actual por millones para determinados problemas con respecto a la computación tradicional, para su aplicación práctica masiva resta aún sortear enormes desafíos ingenieriles, para que estos aparatos no generen tanto “ruido” (errores).

Algunos llaman a la actualidad de esta “liana” cuántica “la era NISQ”. Los NISQ (aparatos cuánticos ruidosos de escala intermedia, llamados así por sus siglas en inglés) son la actual generación de tecnología cuántica. Son un estado intermedio: a la espera de computadoras cuánticas más estables, estos dispositivos se pueden combinar con las computadoras clásicas para acelerar ciertos cálculos.

¿Qué pasará cuando esta “liana” esté operando a pleno? Por lo pronto, habrá que pensar en nuevos prefijos para los números extremos, porque el alfabeto griego ya se agotó con los bautismos de noviembre. En algunos foros de programación ya circulan las propuestas de “bronto” y “hella” (mil yottabytes sería un “hellabyte”), pero, por ahora, se trata de denominaciones no oficiales.