IBM Q. El primer ordenador cuántico y otros avances. 8

qubits atrapados
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Hace casi un año, escribí un artículo sobre el ordenador cuántico dando unas pinceladas básicas a su funcionamiento y al cambio de paradigma de bits a qubits. También resumí brevemente los  problemas principales y los últimos avances conocidos que podrían ser utilizados para salvar algunos de los obstáculos que los investigadores estaban encontrando en el camino. Terminaba dicho artículo esperando que en este nuevo año 2018 pudiéramos ver el primer ordenador cuántico comercial. No andaba yo muy desencaminada.

El lugar elegido ha sido Las Vegas, en el CES (Consumer Electronics Show) celebrado en la segunda semana de Enero.

Los visitantes que se pudieron acercar esos días al CES2018 se encontraron con un chasis de unos 2 metros cúbicos que contenía un engendro de fibra óptica, cobre y aluminio. Con esta presentación mezcla entre retro y futurista el gigante IBM presentaba su más flamante novedad. El IBM Q.

IBM ha estado trabajando en asociación con instituciones científicas en el proyecto «IBM Quantum Computing« para la creación de un ordenador cuántico comercial. Este prototipo es capaz de trabajar con hasta 50 qubits. La compañía IBM lleva allanando su llegada desde noviembre informando sobre la creación de una computadora cuántica diseñada para centros de investigación y universidades.

El prototipo mostrado en el CES2018 no es el del ordenador cuántico completo, pues es necesario un sistema de refrigeración capaz de enfriar el núcleo cuántico a una temperatura de 10 milikelvin. Este equipo, además del incremento de dimensiones del prototipo, requiere un gran consumo de energía, inviable para una feria o un usuario particular, pero si asumible para una empresa o institución.

Prototipo del IBM Q presentado en el CES2018

Si nos paramos a contemplar el prototipo, podemos observar que el computador cuántico mide 1 metro de altura por 40 cm de diámetro y se encuentra dentro de una estructura cilíndrico cónica invertida de varias etapas. En la parte superior se encuentra un amplificador de señal qubit. En las etapas intermedias encontramos amplificadores cuánticos y otros componentes hardware. Las comunicaciones entre etapas se realizan mediante líneas de microondas y líneas coaxiales superconductoras. Por último, en la etapa inferior, encontraríamos los aislantes criogénicos y la cámara de mezcla para los isótopos de Helio (gas utilizado para enfriar por su bajo punto de congelación). Y como postre, al final de todo se puede ver un cilindro de aluminio con aislamiento térmico, eléctrico y magnético, donde se encuentra alojado el procesador cuántico con sus 50 qubits.

IBM, en un comunicado de prensa, anunció el lanzamiento de una API especializada para que todos los desarrolladores puedan trabajar con estos nuevos ordenadores desarrollados en una nueva plataforma, preparada para el nuevo sistema de procesamiento, que han llamado IBM Cloud. Esta API de desarrollo está pensada para que el salto de la computación, ya clásica, a la cuántica no sea un cambio solo posible para unos pocos elegidos.

De forma paralela, estos últimos meses, han ido publicándose avances en distintos campos relacionados. Por ejemplo, el centro de Dinámica Cuántica de la universidad australiana de Griffith hizo público la demostración de la aplicación a distancia del entrelazamiento cuántico en un entorno clásico. De esta forma las comunicaciones entre sistemas cuánticos podrían realizarse a miles de kilómetros.

Otra de las ventajas de la cuántica seria la aplicación de este tipo de computación a la seguridad. En estos tiempos en los que los ciberataques están a la orden del día, la criptografía cuántica es la esperanza para frenarlos, ya que el desarrollo exponencial de la capacidad de cálculo de los ordenadores cuánticos es tan alta que los ataques por fuerza bruta y otros serán totalmente irrealizables por tiempo de computación. Además al realizarse las comunicaciones mediante propiedades cuánticas como el entrelazamiento, en realidad no existe un canal físico clásico que pueda ser corrompido o interceptado.

Si hace un año podíamos pronosticar con más o menos fuerza la llegada del primer ordenador cuántico. Este año lo tenemos más difícil para hacer pronósticos. Primero ha de empezar a comercializarse el IBM Q, y han de realizarse pruebas de campo reales para ver la potencia y la usabilidad. La nueva carrera es la de la reducción de tamaño y el aumento de qubits. De forma paralela han de desarrollarse los sistemas de comunicaciones a larga distancia. Y luego hay que unirlo todo. No sabemos lo que se puede conseguir en 2018, pero si que va a estar lleno de retos.





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