25 noviembre 2019

Sergio Boixo: hito en la era cuántica


Hace unos días Google sorprendía al mundo anunciando que había conseguido que un ordenador cuántico realizara en pocos minutos un cálculo que a una máquina convencional le ocuparía años. La noticia incluía un nombre propio: Sergio Boixo, científico jefe del grupo de Teoría de Computación Cuántica de Google, y un titular publicado en todos los medios de comunicación, el logro de la supremacía cuántica.

A la rapidez de cálculo, gestión de datos y aumento de la seguridad se le llama supremacía cuántica. Este éxito pionero a manos de Sergio Boixo anuncia que ya es una realidad y supone acercarnos a una nueva revolución tecnológica y un cambio de paradigma en los campos del conocimiento y la ciencia.

Sergio Boixo es ingeniero informático por la Universidad Complutense de Madrid. Posteriormente se licenció en Filosofía y en Matemáticas por la Universidad Española de Educación a Distancia y, en el 2003, inició su doctorado en Física Teórica en la Universidad de Nuevo México de Albuquerque (Estados Unidos) gracias a una beca de ”la Caixa”.

A pesar de que estos días está muy solicitado por todos los medios de comunicación, desde el Blog Becarios ”la Caixa” hemos podido hacerle unas preguntas y, por supuesto, le felicitamos por esta gran noticia.

P. Además de poder realizar cálculos que ahora no son posibles, los ordenadores cuánticos tendrán un impacto difícil de prever, ¿qué aplicaciones se podrán desarrollar en el futuro que ahora son impensables?

R. Creo que en los próximos años los ordenadores cuánticos tendrán aplicaciones en simulaciones cuánticas, puesto que son realmente difíciles para las computadoras clásicas. Por ejemplo, si pudiéramos simular la química cuántica, podríamos hacer cosas como diseñar mejores baterías, lo que beneficiaría al medioambiente porque revertiría en coches eléctricos y una red de energía más eficientes. También podríamos reducir la energía requerida para fabricar fertilizantes; hoy la fijación de nitrógeno en la producción de fertilizantes genera más del 2 % de las emisiones de CO2 del mundo. Más adelante, la computación cuántica también podría ayudar con problemas de optimización, aprendizaje automático y otras aplicaciones. La computación cuántica es una capacidad computacional completamente nueva, y estamos entusiasmados con las posibilidades que se abrirán.

P. Una vez que se ha demostrado que un ordenador cuántico funciona mejor que un supercomputador, ¿cuál será el siguiente paso en vuestra investigación?

R. Nuestra demostración consistió en realizar un cálculo muy especializado; aún queda mucho trabajo por hacer para desarrollar aplicaciones prácticas. La primera aplicación práctica que estamos explorando consiste en generar números aleatorios verificables, una idea propuesta por Scott Aaronson, científico de computación de la Universidad de Texas. Los números aleatorios tienen importantes aplicaciones en seguridad informática. Otros miembros de nuestro equipo trabajan en mejorar los algoritmos de simulación cuántica con el objetivo de encontrar otras aplicaciones prácticas antes de que dispongamos de ordenadores cuánticos con corrección de errores. Nuestra meta a largo plazo es precisamente construir ordenadores cuánticos con corrección de errores, pero para eso aún faltan unos diez años. Por lo tanto, otra línea de investigación consiste en realizar experimentos sobre corrección de errores, para comprobar que seguimos avanzando en la dirección adecuada.

Sin duda, estamos viviendo un momento histórico y quedan por delante años de desafíos para la investigación en computación cuántica.