REVISTA DYNA NEW TECHNOLOGIES

John Martinis utilizó la pata de sus gafas de lectura para indicar el punto donde tiene intención de demostrar una casi inimaginablemente potente forma de ordenador dentro de unos años. Es un enchufe cilíndrico de casi cuatro centímetros de diámetro, colocado en la parte de abajo de una pila del tamaño de un torso, compuesta de platos, bloques y alambres de latón, cobre y oro. El día después de reunirme con él el otoño pasado, cargó el enchufe con un chip superconductor experimental grabado con un logo microscópico de Google y enfrió el aparato hasta una centésima de °C por encima del cero absoluto. Para celebrar ese primer día de pruebas con la máquina, Martinis organizó lo que denominó "una pequeña fiesta" en un bar con compañeros de su laboratorio de Google de reciente inauguración en Santa Bárbara, California (EEUU).

Esa fiesta no fue nada en comparación con la que se celebrará si Martinis y su grupo realmente consiguen crear el ordenador prodigio que buscan desarrollar. Porque aprovecharía las extrañas propiedades de la física cuántica que surge en condiciones extremas como las que se ejecutan en el chip ultrafrío, el nuevo ordenador permitiría que un codificador de Google ejecute cálculos durante un descanso para tomar café que un superordenador actual tardaría millones de años en generar.

El software que Google ha desarrollado en los ordenadores tradicionales para conducir coches y contestar preguntas podría cobrar una inteligencia vastamente mayor. Y algunas ideas previas de Google y su empresa matriz, como robots que puedan servir como agentes de respuesta a emergencias o software que pueda conversar a nivel humano, podrían verse realizadas.

Los fundamentos teóricos de la computación cuántica están bien establecidos. Y los físicos pueden desarrollar las unidades básicas, conocidos como qubits, de los cuales se construiría un ordenador cuántico. Hasta pueden operar pequeños conjuntos de qubits. Pero no han conseguido producir un ordenador cuántico funcional y práctico.

Martinis es una destacada figura dentro del campo: su grupo de investigaciones de la Universidad de California en Santa Barbara (EEUU), ha demostrado algunos de los qubits más fiables que existen y han conseguido que algunos ejecuten el código que necesitaría un ordenador cuántico para funcionar. Fue contratado por Google en junio de 2014 después de persuadir a la empresa de que la tecnología de su equipo podría madurar deprisa con los apoyos adecuados. Con su nuevo laboratorio Google operativo, Martinis calcula que podrá demostrar un pequeño pero útil ordenador cuántico dentro de dos o tres años. "A menudo nos decimos que estamos en el proceso de dar a luz a la industria de los ordenadores cuánticos", explica.

Google y la computación cuántica representan una unión hecho en el cielo de los algoritmos. A menudo se dice que la empresa está definida por un hambre insaciable de datos. Pero Google tiene una adicción estratégica más urgente: la tecnología que extrae informaciones de los datos, y hasta crea inteligencia a partir de ellas. La empresa fue fundada para comercializar un algoritmo para la clasificación de las páginas web y construyó sus cimientos financieros con sistemas que venden y dirigen publicidad.

Más recientemente, Google ha realizado una fuerte inversión en el desarrollo de software de inteligencia artificial (IA) que puede aprender a entender el lenguaje natural o las imágenes, realizar razonamientos básicos o dirigir un coche dentro del tráfico. Estos aspectos siguen resultando complicados para los ordenadores convencionales, pero los cuánticos deberían poder hacerlos con la gorra. "El aprendizaje de máquinas es una manera fundamental y transformadora en la que estamos replanteando cómo hacemos todo", informó recientemente el CEO de Google, Sundar Pichai, a los inversores. Apoyar ese esfuerzo será el primero de muchas labores para la nueva industria cuántica de Martinis.

Fabricante de sueños

La semana pasada las perspectivas de que un ordenador cuántico hiciera cualquier cosa útil dentro de un par de años parecía muy remota. Los investigadores gubernamentales, académicos y corporativos se encontraban lejos de combinar suficientes qubits para hacer incluso una sencilla máquina de prueba de concepto. Una start-up canadiense bien financiada llamada D-Wave Systems vendió varios ejemplares de lo que denominó "los primeros ordenadores cuánticos del mundo", pero fracasó en el intento de convencer a los expertos de que las máquinas realimente estuvieran haciendo lo que debería ahcer un ordenador cuántico.

Entonces la NASA convocó a unos periodistas al edificio N-258 de su Centro de Investigaciones Ames en Mountain View, California, que desde 2013 ha alojado un ordenador de D-Wave Systems comprado por Google. Allí, Hartmut Neven, que lidera el Laboratorio de Inteligencia Artificial Cuántica que Google estableció allí para realizar experimentos con la máquina de D-Wave Systems, desveló la primera prueba real de que puede ofrecer los proponentes de potencia de la computación cuántica prometidos. En una prueba cuidadosamente diseñada, el chip superconductor dentro del ordenador de D-Wave Systems - conocido como un templador cuántico - había rendido 100 millones de veces más rápido que un procesador convencional.

Sin embargo, este tipo de ventaja necesita manifestarse en tareas de computación prácticas, no sólo en unas rebuscadas pruebas. "Necesitamos conseguir que resulte más fácil coger un problema que surge en la mesa de un ingeniero y meterlo al ordenador", dijo Neven, un locuaz experto en el aprendizaje de máquinas. Ahí es donde entra Martinis.

Neven no cree que D-Wave Systems pueda preparar su versión de un templador cuántico para servir a los ingenieros de Google con suficiente rapidez, así que contrató a Martinis para conseguirlo. "Se volvió evidente que simplemente no podemos esperar", afirma Neven. "Hay una lista de carencias que se han de superar para poder llegar a una tecnología real". Dice que los qubits del chip de D-Wave Systems son demasiado poco fiables y no son lo suficientemente densamente conectados por cables. (El CEO de D-Wave Systems, Vern Brownell, responde que no le preocupa la competencia de Google).

Google competirá no sólo con cualesquiera sean las mejoras que consiga lograr D-Wave, sino también con Microsoft e IBM, que tienen importantes proyectos de computación cuántica propios (ver Viaje lento y rápido de la computación cuántica y Un nuevo chip de IBM refuerza la frágil información cuántica). Pero esas empresas se están centrando en diseños mucho más alejados de volverse útiles de una forma práctica. De hecho, un plazo interno aproximado para el proyecto de Google calcula que el grupo de Martinis podría desarrollar un templador cuántico con 100 qubits en 2017.

El último chip de D-Wave Systems ya tiene 1.079 qubits, pero Neven dice que un chip de alta calidad con menos qubits probablemente resultará útil para algunas tareas. Un templador cuántico sólo puede ejecutar un algoritmo en particular, pero resulta ser uno bien posicionado para las áreas que más le importan a Google. Las aplicaciones que podrían beneficiarse incluyen el reconocimiento de patrones y aprendizaje de máquinas, afirma William Oliver, un alto mando del Laboratorio Lincoln del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, EEUU) que ha estudiado el potencial de la computación cuántica.

John Martinis, de 57 años de edad, es la persona perfecta para conseguir encajar una vertiente extremadamente compleja de investigaciones de física cuántica en una nueva disciplina de ingeniería. No sólo puede sumergirse en las matemáticas esotéricas sino le encanta construir cosas. Operar incluso un solo qubit es un puzle de teoría cuántica profunda, física de estado sólido, ciencias de materiales, microfabricación, diseño mecánico y electrónica convencional.

Martinis, que es alto con una voz alta y amigable, se preocupa por dominar personalmente la teoría y la implantación técnica de cada pieza. Dando una visita guiada de su nuevo laboratorio en Google, está tan emocionado acerca de los nuevos soldadores y maquinaria y herramientas del convencional taller como lo está por los equipos más sofisticados que enfrían los chips y los operan. "Para mí, es divertido", asegura. "He podido hacer experimentos que nadie más ha conseguido hacer, porque podría construir mi propia electrónica".