Las computadoras cuánticas más avanzadas de la actualidad tienen docenas de qubits físicos decoherentes (o «ruidosos»). Construir una computadora cuántica que pudiera descifrar los códigos RSA de dichos componentes requeriría muchos millones, si no miles de millones, de qubits. Solo decenas de miles de ellos se utilizarían para los cálculos, los llamados qubits lógicos; el resto sería necesario para la corrección de errores para compensar la decoherencia.

Los sistemas qubit que tenemos hoy son un gran logro científico, pero no nos acercan más a una computadora cuántica que pueda resolver un problema que interesa a todos. Es como tratar de hacer los mejores teléfonos inteligentes de la actualidad utilizando tubos de vacío de principios del siglo XX. Puede ensamblar 100 tubos y establecer el principio de que si pudiera hacer que 10 mil millones de ellos trabajaran juntos de manera coherente y sin interrupciones, podría hacer todo tipo de milagros. Sin embargo, lo que falta es el gran avance de los circuitos integrados y las CPU que condujeron a los teléfonos inteligentes: se necesitaron 60 años de ingeniería muy difícil para pasar de la invención de los transistores a los teléfonos inteligentes, sin involucrar una nueva física.

De hecho, hay ideas, y desempeñé un papel en el desarrollo de teorías para esas ideas, para eludir la corrección de errores cuánticos mediante el uso de qubits mucho más estables, en un enfoque llamado computación cuántica topológica. Microsoft está trabajando en este enfoque. Pero resulta que desarrollar hardware de computación cuántica topológica también es un gran desafío. No está claro si la corrección integral de errores cuánticos o la computación cuántica topológica (o algo más, como una combinación de los dos) será finalmente el ganador.

Los físicos son inteligentes, como todos sabemos (divulgación: soy físico), y algunos físicos también son muy buenos para crear acrónimos que suenen sustanciales y que se mantengan. La gran dificultad de deshacerse de la decoherencia ha llevado al impresionante acrónimo NISQ para computadora cuántica de escala intermedia ruidosa, por la idea de que pequeños grupos de qubits físicos ruidosos podrían hacer algo útil y mejor que una computadora clásica. No estoy seguro de qué es este objeto: ¿qué tan fuerte? ¿Cuántos qubits? ¿Por qué es esto una computadora? ¿Qué problemas valiosos puede resolver una máquina NISQ de este tipo?

Un experimento de laboratorio reciente en Google ha observado algunos aspectos predichos de la dinámica cuántica (denominados «cristales de tiempo») utilizando 20 qubits superconductores ruidosos. El experimento fue una demostración impresionante de las técnicas de control electrónico, pero no mostró ninguna ventaja computacional sobre las computadoras tradicionales que pueden simular cristales de tiempo con un número similar de qubits virtuales. Tampoco reveló nada sobre la física básica de los cristales de tiempo. Otros triunfos de NISQ incluyen experimentos recientes que simulan circuitos cuánticos aleatorios, nuevamente una tarea altamente especializada sin ningún valor comercial.

El uso de NISQ es sin duda una nueva idea excelente para la investigación básica: podría ayudar a la investigación física en áreas fundamentales como la dinámica cuántica. Pero a pesar de la exageración constante de NISQ que emana de varias nuevas empresas de computación cuántica, el potencial de comercialización está lejos de ser claro. He visto afirmaciones vagas sobre cómo NISQ podría usarse para una optimización rápida o incluso para el entrenamiento de IA. No soy un experto en optimización o IA, pero les pregunté a los expertos y están igualmente confundidos. Le pregunté a los investigadores involucrados en varias empresas emergentes cómo NISQ simplificaría cualquier tarea difícil con aplicaciones del mundo real, e interpreto sus intrincadas respuestas para decir básicamente que es posible que, dado que no entendemos completamente, cómo funcionan realmente el aprendizaje automático clásico y la IA. NISQ podría hacer esto aún más rápido. Tal vez, pero esperamos lo mejor, no la tecnología.

Hay propuestas para usar pequeñas computadoras cuánticas para el diseño de medicamentos para calcular rápidamente la estructura molecular, lo cual es una aplicación confusa ya que la química cuántica es una pequeña parte de todo el proceso. Igualmente desconcertantes son las afirmaciones de que las computadoras cuánticas a corto plazo ayudarán a financiarlo. Ningún documento técnico muestra de manera convincente que las pequeñas computadoras cuánticas, y mucho menos las máquinas NISQ, puedan conducir a una optimización significativa del comercio algorítmico, la evaluación de riesgos, el arbitraje, la cobertura, la orientación y la predicción, el comercio de activos o la elaboración de perfiles de riesgo. Sin embargo, esto no ha impedido que varios bancos de inversión se suban al carro de la computación cuántica.

Una verdadera computadora cuántica tendrá aplicaciones inimaginables en la actualidad, tal como nadie podría haber previsto en 1947 cuando se fabricó el primer transistor, que finalmente condujo a los teléfonos inteligentes y las computadoras portátiles. Tengo esperanzas y creo firmemente en la computación cuántica como una tecnología potencialmente disruptiva, pero sugerir que en un futuro cercano comenzará a producir millones de dólares en ganancias para empresas reales que venden servicios o productos es muy confuso para mí. ¿Cómo?

La computación cuántica es de hecho uno de los desarrollos más importantes no solo en la física sino en toda la ciencia. Pero el «enredo» y la «superposición» no son varitas mágicas que podamos sacudir y esperamos transformar la tecnología en un futuro cercano. La mecánica cuántica es ciertamente extraña y contraria a la intuición, pero eso por sí solo no garantiza ventas ni ganancias.

Hace más de una década, a menudo me preguntaban cuándo pensaba que se construiría una verdadera computadora cuántica. (Curiosamente, ya no me hago esa pregunta, ya que la exageración en torno a la computación cuántica parece haber convencido a la gente de que estos sistemas ya existen o están a punto de suceder). Mi respuesta inequívoca siempre ha sido que no lo sé. Predecir el futuro de la tecnología es imposible: sucederá cuando suceda. Se podría intentar hacer una analogía con el pasado. La industria de las aerolíneas tardó más de 60 años en pasar de los hermanos Wright a los aviones jumbo que transportaban a cientos de pasajeros a miles de millas. La pregunta inmediata es dónde debe ubicarse el desarrollo de la computación cuántica en su forma actual en esta línea de tiempo. ¿Es con los hermanos Wright en 1903? ¿Los primeros aviones a reacción alrededor de 1940? ¿O tal vez todavía estamos muy atrás en el siglo 16 con la máquina voladora de Leonardo da Vinci? No lo sé. Nadie más tampoco.

Sankar Das Sarma es el director de Centro de Teoría de la Materia Condensada en la Universidad de Maryland, College Park.

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