Pocas palabras han sido más utilizadas en la era moderna sin que nadie sepa exactamente qué significa como "cuántica". Pues bien, la tecnología nos da ahora una nueva oportunidad para hacerlo: la computación cuántica, con su promesa de un poder de cálculo prácticamente ilimitado, comenzó a asomar en el horizonte. Se trata de un mercado chico con un potencial de crecimiento acelerado: IDC estima que los apenas US$ 412 millones invertidos en esta área en 2020 se convertirán en US$ 8600 millones para 2027. Distintas predicciones sitúan a 2029 como el momento en que habrá disponibles computadoras cuánticas de uso comercial.

Como toda innovación, obliga a realizar aprendizajes. El primero tiene que ver con la jerga básica: los bits tal como se conocían se transforman en qubits (o su castellanización cúbit), la unidad básica de información en este nuevo mundo. "La computación cuántica emplea las propiedades de la física cuántica como la superposición y el entrelazamiento para realizar la computación", explica Germán Loureiro, ingeniero técnico especializado en gaming para la región de América latina en Intel. La empresa trabaja en el concepto de "practicidad cuántica": el traspaso del laboratorio al mundo real. "Los transistores tradicionales usan codificación binaria de datos representados eléctricamente como estados ‘encendido' o ‘apagado', pero los qubits pueden operar simultáneamente en múltiples estados, lo que permite niveles sin precedentes de paralelismo y eficiencia informática", detalla.

PARA QUÉ LO USAMOS
Luis Quiles Ardila, director de Inteligencia Artificial de la consultora de IT NTT DATA, clasifica los casos de uso en tres categorías. La simulación de procesos físicos, químicos y biológicos, la optimización para solucionar problemas de investigación operativa con en aplicaciones en todas las industrias y el aprendizaje de máquinas. "Todas estas aplicaciones, además, tienen potencial para ser una pieza esencial en la lucha contra el cambio climático, como por ejemplo, mejorar la capacidad de las baterías para almacenar energía, la creación de alternativas sintéticas eficientes a los combustibles fósiles o la creación de soluciones para la absorción del CO2", asegura.

"Avances como estos podrían abrir la puerta a nuevos descubrimientos científicos, medicamentos que salven vidas y mejoras en las cadenas de suministro, la logística y la modelización de datos financieros", dice Robert Loredo, líder global de IBM Quantum Ambassadors, para quien el camino consistirá en "distribuir eficazmente las cargas de trabajo entre los recursos cuánticos y los clásicos". 

"Puede ser un antes y un después: desde manipular partículas subatómicas hasta simular la creación de nuevas moléculas a través de cruzamientos genéticos, pasando por hacer medicamentos más resistentes ante posibles mutaciones de bacterias y virus u optimizar procesos químicos que contaminen menos", señala Javier Barrios, consultor líder de desarrollo en la empresa de innovación y tecnología Endava. "De hecho, uno de los factores que inciden negativamente en el desarrollo de machine learning e inteligencia artificial es la cantidad de dato no estructurado y sin depurar del que dependen los modelos: algunos se dieron por vencidos, pero la computación cuántica puede acelerar su uso en base a que cantidad supere muchísimo a calidad", agrega.

OBSTÁCULOS CUÁNTICOS
Aparecen tantos casos de uso como necesidades. "Se puede aplicar para el mundo de las comunicaciones y el desarrollo de las redes: las redes cuánticas facilitan la transmisión de información en forma de qubits entre procesadores cuánticos separados físicamente y si bien funcionan de manera similar a las redes clásicas, son mucho mejores para resolver ciertos problemas", detalla Alejandro Girardotti, director regional de Conectividad y Contenido de Cirion, la ex Lumen.

Por supuesto, el panorama muestra también algunos obstáculos. Entre los retos técnicos, Nazario destaca "la gestión de las tasas de error de los qubits en los procesadores actuales, lo que lleva a de IBM Quantum a buscar técnicas de mitigación de errores que nos lleven del hardware actual a los ordenadores tolerantes a fallos del futuro". Para eso, afirma, es necesario cerrar la brecha de habilidades. "Es muy importante acelerar los esfuerzos para educar a los estudiantes, incluso a nivel de secundaria, y educar a la fuerza de trabajo actual, para asegurarnos de que tenemos talento listo para esta nueva era", completa. IBM puso su primera computadora cuántica en la nube en 2016 y hoy cuenta con una red de 190 organizaciones que trabajan el tema.

"Los dispositivos cuánticos disponibles en la actualidad son ruidosos y, en consecuencia, están limitados en cuanto al tamaño de los circuitos que pueden manejar, lo que a su vez limita enormemente su capacidad de cálculo", cuenta Fernando Brandao, director de Aplicaciones Cuánticas en Amazon Web Services. "Si empezamos pronto y experimentamos con las tecnologías disponibles, prepararemos mejor a nuestros clientes para cuando se convierta en algo habitual", agrega.

LOS PIONEROS DE LA HÍPER VELOCIDAD
El capital humano no es un tema menor. "La computación cuántica no es una evolución de la actual que multiplica la capacidad de cómputo, sino la puesta en marcha de un nuevo paradigma en el que los algoritmos se escriben utilizando mecánica cuántica, por lo que será necesario adquirir nuevos conocimientos", describe Ardila.

En la Argentina aparecen las primeras experiencias, ligadas en principio más al mundo académico que al organizacional. Por ejemplo, investigadores del Instituto de Física de La Plata, dependiente del Conicet y de la Universidad Nacional de la capital de la provincia de Buenos Aires, utilizan los dispositivos cuánticos disponibles en Amazon Braket para estudiar, desarrollar y perfeccionar el desempeño de algoritmos que generen procesos cuánticos con simetrías.

Muy cerca de acá, Quantum-South, startup uruguaya miembro de IBM Quantum Network, aplica la computación cuántica al avance de la industria de la carga aérea y marítima, incluyendo el potencial de una mayor eficiencia en la logística.

La computación está a punto de dar un salto cuántico. Aun así, muchos de nosotros seguiremos sin entender cabalmente qué significa eso. 

Esta nota se publicó originalmente en el número 346 de revista Apertura.