Google tiene alrededor de 20 computadoras cuánticas en su laboratorio en Santa Bárbara, donde el Dr. Erik Lucero y su equipo están tratando de forjar el futuro de la computación.
Afuera, el suave sol de septiembre calienta una costa idílica, mientras California disfruta de otro día perfecto.
En el interior, hace menos 460 Fahrenheit (-273 Celsius) en algunos lugares, bolsas de frío que se erizan con la física imposible de la mecánica cuántica, una ciencia en la que las cosas pueden existir simultáneamente, no existir y también ser algo intermedio.
Este es el laboratorio Quantum AI de Google, donde docenas de personas superinteligentes trabajan en una oficina equipada con paredes para escalar y bicicletas eléctricas para dar forma a la próxima generación de computadoras, una generación que será diferente a todo lo que los usuarios tienen actualmente en sus bolsillos u oficinas.
"Es un nuevo tipo de computadora que usa la mecánica cuántica para hacer cálculos y nos permite... resolver problemas que de otro modo serían imposibles", explica Erik Lucero, ingeniero principal en el campus cerca de Santa Bárbara.
"No va a reemplazar su teléfono móvil, su computadora de escritorio; va a funcionar en paralelo con esas cosas".
La mecánica cuántica es un campo de investigación que, según los científicos, podría utilizarse algún día para ayudar a limitar el calentamiento global, diseñar sistemas de tráfico urbano o desarrollar nuevos fármacos potentes.
Las promesas son tan grandes que los gobiernos, los gigantes tecnológicos y las empresas emergentes de todo el mundo están invirtiendo miles de millones de dólares en ello, empleando algunos de los cerebros más grandes que existen.
Las computadoras cuánticas no reemplazarán a los teléfonos móviles y las computadoras de escritorio, pero funcionarán junto con ellos.
El gato de Schrödinger
La informática antigua se basa en la idea de la certeza binaria:decenas de miles de "bits" de datos que definitivamente están "encendidos" o "apagados", representados por un uno o un cero.
La computación cuántica utiliza la incertidumbre:sus "qubits" pueden existir en un estado tanto de unidad como de cero en lo que se denomina superposición.
La ilustración más famosa de una superposición cuántica es el gato de Schrödinger, un animal hipotético encerrado en una caja con un frasco de veneno que puede romperse o no.
Mientras la caja está cerrada, el gato está vivo y muerto al mismo tiempo. Pero una vez que interfiere con el estado cuántico y abre la caja, la cuestión de la vida o la muerte del gato se resuelve.
Las computadoras cuánticas usan esta incertidumbre para realizar muchos cálculos aparentemente contradictorios al mismo tiempo, un poco como poder recorrer todas las rutas posibles en un laberinto de una sola vez, en lugar de intentar cada una en serie hasta encontrar el camino correcto.
Perfectamente comprensible:el experimento mental de Erwin Schrodinger tenía un gato en una caja que estaba vivo y muerto hasta que se observó.
La dificultad para los diseñadores de computadoras cuánticas es lograr que estos qubits mantengan su superposición el tiempo suficiente para realizar un cálculo.
Tan pronto como algo interfiere con ellos (ruido, suciedad, la temperatura incorrecta), la superposición se derrumba y te quedas con una respuesta aleatoria y probablemente sin sentido.
La computadora cuántica que Google mostró a los periodistas se parece a un pastel de bodas steampunk colgado boca abajo de una estructura de soporte.
Cada capa de alambres curvos y de metal se enfría progresivamente, hasta la etapa final, donde el procesador del tamaño de la palma de la mano se enfría a solo 10 milikelvin, o alrededor de -460 Fahrenheit (-273 Celsius).
Esa temperatura, solo un tono por encima del cero absoluto, la temperatura más baja posible en el universo, es vital para la superconductividad en la que se basa el diseño de Google.
Si bien la computadora del pastel de capas no es enorme (alrededor de la mitad de la altura de una persona), el equipo ocupa una cantidad decente de espacio de laboratorio para enfriarlo:las tuberías zumban por encima de la cabeza con diluciones de helio que se comprimen y expanden, utilizando el mismo proceso que mantiene su refrigerador frío.
En la parte inferior de la computadora del pastel de capas, son solo 10 milikelvins, prácticamente lo más frío que puede haber en cualquier parte del universo.
Futuro
Pero... ¿qué hace todo esto realmente?
Bueno, dice Daniel Lidar, un experto en sistemas cuánticos de la Universidad del Sur de California, es un campo que promete mucho cuando madure, pero que todavía es un niño pequeño.
"Hemos aprendido a gatear, pero ciertamente todavía no hemos aprendido a caminar, saltar o correr", dijo a la AFP.
La clave de su crecimiento será resolver el problema de los colapsos superposicionales (la apertura de la caja del gato) para permitir cálculos significativos.
A medida que este proceso de corrección de errores mejora, problemas como la optimización del tráfico de la ciudad, que es endiabladamente difícil en una computadora clásica debido a la cantidad de variables independientes involucradas, los autos mismos, podrían estar al alcance de la mano, dijo Lidar.
"En una computadora cuántica (con errores corregidos), podrías resolver ese problema", dijo.
Las computadoras cuánticas algún día podrían optimizar el flujo de tráfico alrededor de las ciudades, eliminando los atascos para siempre.
Para Lucero y sus colegas, estas posibilidades futuras valen el dolor de cabeza.
"La mecánica cuántica es una de las mejores teorías que tenemos hoy para experimentar la naturaleza. Esta es una computadora que habla el lenguaje de la naturaleza.
"Y si queremos salir y resolver estos problemas realmente desafiantes, para ayudar a salvar nuestro planeta y cosas como el cambio climático, que tener una computadora que pueda hacer exactamente eso, me gustaría eso".
© 2022 AFP La computadora cuántica funciona con más de cero y uno
