Els primers ordinadors quàntics estan a punt d'arribar al mercat

The New York TimesL'era digital en què vivim és l'era dels bits, els uns i els zeros precisos que conformen el llenguatge de programació modern. Tanmateix, un gran proveïdor privat de serveis de defensa del govern dels Estats Units està a punt d'utilitzar comercialment un nou tipus d'ordinador, molt potent, que suposa l'entrada de la informàtica a l'estrany reialme subatòmic de la mecànica quàntica. Aquest territori infinitesimal ja no està regit per la lògica del sentit comú. Un 1 pot ser-hi un 1, o també pot ser-hi un 1 i un 0 i tot el que hi ha entremig, i tot això alhora.

Si bé tot plegat pot sonar absurd, en especial per a qui tot just està familiaritzat amb el món de la dicotomia sí/no de la informàtica convencional, els investigadors acadèmics i els científics d'empreses com Microsoft, IBM i Hewlett-Packard han dedicat els seus esforços a desenvolupar ordinadors quàntics. La multinacional aeroespacial Lockheed Martin, per exemple, confia prou en aquesta tecnologia desenvolupada per l'empresa D-Wave per fer el salt i incorporar la informàtica quàntica a les seves activitats.

Capacitat revolucionària

Els escèptics asseguren que D-Wave encara ha de demostrar als científics que ha solucionat els incomptables reptes que afronta aquesta disciplina. Això no obstant, si el rendiment del nou disseny és el que esperen Lockheed i D-Wave, podria aportar una capacitat addicional fins i tot als sistemes més potents, fet que permetria resoldre alguns problemes científics i empresarials milions de vegades més de pressa que actualment. Ray Johnson, director tècnic de Lockheed, afirma que la seva empresa se servirà de l'ordinador quàntic per crear i avaluar sistemes complexos de radars, avions i naus espacials. Per exemple, seria possible predir de manera instantània com reaccionarien els milions de línies de programes informàtics que controlen una xarxa de satèl·lits davant d'una erupció solar o de l'impuls electromagnètic provocat per una explosió nuclear. Avui dia, aquests càlculs podrien durar setmanes, i suposant que s'arribés a trobar la solució. "És una revolució que no és diferent dels primers temps de la informàtica -assegura-; és una transformació de la manera com concebem els ordinadors".

Moltes disciplines podrien trobar aplicacions diverses per als ordinadors de D-Wave. Els investigadors del càncer hi veuen potencial per examinar ràpidament volums ingents de dades genètiques. També podria utilitzar-se aquesta nova tecnologia per determinar el comportament de les proteïnes del genoma humà, un problema de més envergadura i complexitat que la seva seqüenciació. Els investigadors de Google han col·laborat amb D-Wave per utilitzar ordinadors quàntics per reconèixer cotxes i punts de referència, un pas fonamental per tenir vehicles sense conductor.

Els secrets de la velocitat

La computació quàntica és molt més ràpida que la tradicional, per les propietats poc habituals de les partícules al nivell més diminut. En lloc de la precisió dels uns i els zeros usats per representar les dades des dels primers temps de la informàtica, la computació quàntica es basa en el fet que les partícules subatòmiques presenten una sèrie d'estats. A més, poden donar-se diverses relacions entre partícules al mateix temps. És possible restringir-ne els estats probables per poder determinar el resultat òptim entre un nombre gairebé infinit de possibilitats, fet que permet resoldre ràpidament certs tipus de problemes. "El que fem és una evolució paral·lela del tipus d'informàtica que hem tingut els últims 70 anys", comenta Vern Brownell, director executiu de D-Wave.

Nova estratègia

Per als investigadors, la computació quàntica ha estat una meta durant més de 30 anys, molt difícil d'assolir. La idea era explotar una propietat de la matèria en estat quàntic coneguda com a superposició, que possibilita que els elements bàsics d'un ordinador quàntic, anomenats qbits , adoptin una gran quantitat de valors simultàniament. Els científics disposen de diverses maneres de generar les condicions necessàries per assolir la superposició, així com un segon estat quàntic anomenat entrellaçat . Tots dos són indispensables per a la informàtica quàntica. Els investigadors han suspès ions en camps magnètics, han atrapat protons i han manipulat àtoms de fòsfor en silicona.

L'ordinador de D-Wave que ha adquirit Lockheed es basa en un enfocament matemàtic diferent del dels seus competidors. En el sistema de D-Wave, es refreda un processador informàtic quàntic format per un entramat de diminuts cables superconductors fins a temperatures pròximes al zero absolut. Tot seguit, se'l programa carregant una sèrie d'equacions matemàtiques a l'entramat. A continuació, el processador avalua un nombre gairebé infinit de possibilitats per determinar quina és la mínima quantitat d'energia necessària per establir aquestes relacions. L'estat obtingut, entès com el resultat òptim, és la resposta.

Aquest enfocament, conegut com a computació quàntica adiabàtica , ha demostrat que té un gran potencial per a aplicacions com el càlcul del plegament proteic. Tanmateix, els científics de l'empresa encara no han publicat els resultats del seu treball.