Quantum spring. The race is on to dominate quantum computing. But the technology may face a winter before it enters its summer

Cita: 

The Economist [2018], "Quantum spring. The race is on to dominate quantum computing. But the technology may face a winter before it enters its summer", The Economist, London, 18 de agosto, https://www.economist.com/business/2018/08/18/the-race-is-on-to-dominate...

Fuente: 
The Economist
Fecha de publicación: 
Sábado, Agosto 18, 2018
Tema: 
El estado actual y las perspectivas de la computación cuántica
Idea principal: 

La computación cuántica trae consigo la promesa de superar incluso a las supercomputadoras más rápidas que existen en la actualidad. Sin embargo, puesto que se encuentra en una etapa seminal, aún hay muchas dudas sobre cuál será el destino de esta tecnología. No hay claridad, por ejemplo, sobre cuál será la forma de estas computadoras: en algunos prototipos los “qubits” (los equivalentes cuánticos de los transistores) se encuentran en circuitos de diminutos cables superconductores que se enfrían a temperaturas muy bajas; en otros, los iones están atrapados en campos magnéticos.

Las grandes corporaciones, los capitalistas emprendedores y los gobiernos están invirtiendo y proporcionando abundante financiamiento a este sector. Conforme las investigaciones sobre las computadoras cuánticas avanzan, ha surgido un “ecosistema” muy activo de startups. Al mismo tiempo, los gigantes tecnológicos (Google, IBM, Microsoft) están compitiendo por atraer a los desarrolladores a sus respectivas plataformas de computación cuántica.

Algunas voces han comenzado a advertir que lo que se avecina no es una “primavera cuántica” sino un “invierno”, caracterizado por promesas incumplidas. No obstante, The Economist considera que esta tecnología tiene un enorme potencial y que tiene que ser tomada con seriedad.

Las computadoras clásicas procesan la información en “bits”, que pueden tener un valor de 0 o 1. Los qubits tienen una capacidad llamada “superposición”, que les permite estar en ambos valores al mismo tiempo. Esto hace que las computadoras cuánticas tengan una memoria enorme, que se duplica con cada qubit. Otra característica particular de los qubits es el entrelazamiento [entanglement], que hace que puedan estar conectados, de tal forma que un cambio en uno tiene impacto en los otros. Esta característica hace posible que su capacidad de procesamiento aumente sustancialmente.

Aunque los investigadores han comprendido el funcionamiento de los qubits, hacerlos operar sin dificultades es todavía un problema irresuelto. Cualquier cambio externo –de temperatura o vibración, por ejemplo– puede alterar su funcionamiento. Es por eso que deben mantenerse en completo aislamiento y a temperaturas muy bajas. Esto plantea enormes dificultades para su correcto funcionamiento.

Los errores de las computadoras cuánticas tienen que ser detectados y corregidos con la ayuda de otros qubits. Puesto que el funcionamiento conjunto de numerosos qubits parecía inalcanzable en el mediano plazo, los investigadores no se planteaban que las computadoras cuánticas pudieran tener un uso práctico pronto. Esto comenzó a cambiar hace un par de años, cuando algunos fabricantes de hardware lograron construir computadoras con más de dos qubits.

La primera empresa en conseguirlo fue IBM, que en 2016 construyó una computadora con 5 qubits y en 2017 otra con 20. En noviembre de 2017, IBM anunció que había fabricado una “unidad de procesamiento cuántico” [quantum processing unit, QPU] con 50 qubits, uno más que la computadora más avanzada de Intel. Ambas fueron superadas por la computadora Bristlecone de Google, que tiene 72 qubits. Una startup llamada Rigetti anunció que está fabricando una computadora con 128 qubits. No obstante, la incorporación de más qubits no necesariamente significa que la computadora vaya a funcionar mejor: un mayor número de qubits hace que la computadora sea más propensa a errores.

John Preskill, uno de los físicos cuánticos más reconocidos, escribió recientemente que “las computadoras cuánticas con 50-100 qubits serán capaces de desarrollar tareas que sobrepasan las capacidades de las computadoras digitales”. No obstante, este científico también reconoció que los qubits serán propensos al error durante algún tiempo. Mientras tanto, las computadoras clásicas han alcanzado la capacidad de una computadora de alrededor de 50 qubits para probar algoritmos y aplicaciones.

Grandes empresas de distintas industrias (desde corporaciones químicas hasta bancos y fabricantes de videojuegos) están interesadas en conocer las ventajas que puede ofrecerles la computación cuántica. Muchas startups del sector operan como consultorías, lo que les permite obtener ingresos que posteriormente son invertidos para desarrollar software.

El sector de la computación cuántica ha recibido abundante financiamiento por parte de capitalistas emprendedores. También las grandes empresas tecnológicas están inyectando recursos en esta área. IBM es la empresa que ha trabajado durante más tiempo con esta tecnología y ha creado plataformas y herramientas para que programadores, empresas y universidades exploren aplicaciones prácticas. Otras empresas que compiten con IBM en este aspecto son Google, IonQ, Rigetti y Microsoft. En particular, IBM, Google y Microsoft están haciendo grandes gastos para atraer desarrolladores y aplicaciones a sus respectivas plataformas. Aunque la competencia es intensa, The Economist considera que los códigos de programación para las computadoras cuánticas tendrán que ser probados en software de simulación por varios años.

Por esta y otras razones, el hardware no estará disponible para las empresas y las personas en el futuro próximo. En lo inmediato, el principal uso de las computadoras cuánticas será como “aceleradoras” de tareas específicas en los servicios de “computación en la nube” [cloud computing] que ofrecen empresas como Google, IBM, Microsoft y Amazon. Además de estas empresas, sólo las agencias gubernamentales tendrán sus propias computadoras cuánticas. “Las fuerzas armadas y los servicios de inteligencia, en particular los de Estados Unidos y China, han financiado este campo desde hace tiempo y es probable que continúen haciéndolo. Su preocupación es que las computadoras cuánticas algún día puedan romper la mejor encriptación del mundo, lo que daría al país que lo consiga primero la capacidad de decodificar comunicaciones secretas o de hackear bancos”.

Al igual que con la inteligencia artificial, China está buscando convertirse en líder mundial en la computación cuántica. El gobierno de ese país anunció que financiará con 10 mil millones de dólares la creación de un laboratorio nacional de ciencias cuánticas que abrirá hacia 2020. En respuesta, se ha planteado desde Washington la posibilidad de crear una “Iniciativa nacional cuántica” [National Quantum Initiative]. La Unión Europea ya lanzó una iniciativa de investigación cuántica en 2016. Los capitalistas emprendedores [venture capitalists] se quejan de que el flujo de dinero gubernamental en investigación cuántica es tan grande que está desplazándolos.

Muchos inversionistas temen que con la computación cuántica suceda algo similar que con la inteligencia artificial durante las décadas de 1970 y 1980, cuando hubo grandes inversiones y expectativas pero los avances no cumplieron las promesas realizadas ni cubrieron las expectativas de los inversionistas. Algunas startups han comenzado a “cubrirse” [hedge]*, pues están seguras que en los próximos años se reducirá el financiamiento y el interés en el área.

Incluso si la computación cuántica termina por no cumplir las expectativas de los inversionistas en el corto o mediano plazo, es muy probable que más adelante prospere. Esto ha ocurrido con frecuencia con otras tecnologías en el pasado. Antes de llegar a su época dorada, muchas tecnologías atraviesan por enormes dificultades. Lo más probable es que esto mismo suceda con la computación cuántica.


* A partir de lo dicho por The Economist se entiende que las empresas aludidas están comenzando a contratar seguros o a utilizar "fondos de cobertura" [hedge funds]. No obstante, el artículo no hace explícito cómo es que esas empresas se están "cubriendo".

Datos cruciales: 

Una computadora de 64 qubits tiene memoria para almacenar 18 trillones [quintillion] de números.

Los capitalistas emprendedores invirtieron aproximadamente 250 millones de dólares en computación cuántica en 2017.

El sitio web “The Quantum Computing Report” estima que hay más de 70 empresas dedicadas a la computación cuántica.

La primera empresa en conseguirlo fue IBM, que en 2016 construyó una computadora con 5 qubits y en 2017 otra con 20. En noviembre de 2017, IBM anunció que había fabricado una “unidad de procesamiento cuántico” [quantum processing unit, QPU] con 50 qubits, uno más que la computadora más avanzada de Intel. Ambas fueron superadas por la computadora Bristlecone de Google, que tiene 72 qubits. Una startup llamada Rigetti anunció que está fabricando una computadora con 128 qubits.

Nexo con el tema que estudiamos: 

La computación cuántica es una tecnología disruptiva que, al igual que la computación "clásica", tiene el potencial de transformar transversalmente a todas o casi todas las industrias. No obstante, no hay seguridad sobre en qué momento esas potencias se volverán efectivas. Esto ha llevado a que los inversionistas replanteen a la baja sus expectativas respecto de esta tecnología.

Los principales interesados en financiar la computación cuántica actualmente son los estados (sus ejércitos y servicios de inteligencia), pues consideran que su dominio puede ofrecer ventajas a quien las use y vuelve vulnerabilidades a los estados que no disponen de ella.

Sobre la computación cuántica, puede verse también: http://let.iiec.unam.mx/node/1283, http://let.iiec.unam.mx/node/1010.