Predecir el futuro es siempre una empresa peligrosa. Los científicos deberíamos, seguramente, dejarla en manos de astrólogos, gurúes y otros estafadores de la modernidad, pero el asunto de las nuevas tecnologías cuánticas nos apela directamente: ¿quién, sino un físico, podría decir hasta dónde llegarán los ordenadores cuánticos que están a la vuelta de la esquina? Admitiendo, pues, que por mucho que uno sepa de ciencia no somos mucho mejores desentrelazando las hebras del destino, veamos si desde la física podemos decir algo sobre ese futuro al que todos nos querríamos asomar.

Qué es un ordenador cuántico y para qué sirve

Para caminar sobre terreno seguro hemos de empezar entendiendo lo que tenemos entre manos. ¿Qué es un ordenador cuántico y qué problemas se supone que va a poder resolver? A día de hoy los ordenadores cuánticos son poco más que prototipos. Es verdad que grandes empresas tecnológicas están invirtiendo en ellos, y las máquinas mismas llenan una sala entera y son visualmente espectaculares, pero su capacidad de cómputo es todavía pequeña. Ninguno de esos ordenadores puede abordar un problema con relevancia práctica. Imaginémoslos, si queremos, como los primeros ordenadores que se presentaron al mundo, hace ahora ochenta años: enormes, prometedores, pero todavía muy limitados.

La fase en la que estamos ahora mismo es la de perfeccionar la tecnología, asegurarnos de que la entendemos bien y de que es escalable. En ese futuro en que los ordenadores cuánticos resuelvan problemas importantes las máquinas tendrán que ser cien veces más potentes que las que tenemos ahora, quizá mil veces más potentes. ¿Usarán esas máquinas circuitos superconductores, como los que usamos ahora? Los primeros ordenadores clásicos usaban válvulas de vacío, pero la llegada de los transistores las hizo quedar obsoletas. Encontrar la tecnología adecuada es clave.

¿Y qué es lo que le pedimos a esa tecnología? Como contamos en la conferencia de la semana pasada, la potencia de la computación cuántica reside en que los diversos elementos de una “memoria cuántica” pueden compartir información entre sí.

Es como si cada byte del disco duro de nuestro ordenador tuviera información no sólo sobre sí mismo, sino también sobre los bytes que tiene alrededor, o quizá sobre algunos que están muy alejados dentro del disco duro. En la jerga de la física cuántica a esto lo llamamos mantener la coherencia. Los elementos de esos dispositivos cuánticos tienen que “saber algo” sobre sus vecinos. La diferencia que la cuántica aporta es esta capacidad para que la información esté “distribuida” por todo el disco duro.

Retos y problemas de la computación cuántica

Lamentablemente, la famosa coherencia es muy fácil de perder. Los elementos de un ordenador cuántico han de estar a temperaturas muy bajas, por debajo de -270 ºC, o de lo contrario los “bytes” de mi memoria cuántica dejan de saber lo que están haciendo sus vecinos y la ventaja que habíamos ganado desaparece. También han de estar muy bien aislados: el mundo exterior, caliente y caótico, es el enemigo de la computación cuántica. Cualquier cosa que penetre dentro de la máquina puede destruir la tan ansiada coherencia. Éstos son algunos de los retos a los que se enfrentan los tecnólogos que están desarrollando los dispositivos que hacen funcionar los ordenadores cuánticos.

Otra pregunta importante es qué problemas van a poder abordar estos ordenadores. Tendemos a pensar en un ordenador como una máquina que puede hacer virtualmente cualquier cosa: videojuegos, cálculos matemáticos, navegar por internet. Los ordenadores cuánticos no van a ser así: serán superespecialistas. Por su forma peculiar de procesar la información van a ser muy buenos para ciertos problemas, mucho mejores que los ordenadores ordinarios. Para otros problemas van a ser más o menos igual de buenos que los ordenadores de toda la vida. Y para algunos van a ser realmente peores. Así que, dado que son máquinas extremadamente caras, seguro que en primera instancia las usamos sólo para esas tareas en las que son realmente buenos.

¿Cuáles son esas tareas? Lo cierto es que nadie lo sabe todavía. Conocemos unos pocos problemas en los que los ordenadores cuánticos son muy poderosos: dividir números en sus factores primos o hacer búsquedas en una lista son un par de ejemplos. En general, se trata de tareas en las cuales es ventajoso tener “toda la información a un golpe de vista”, cosa que se puede conseguir mediante esa distribución de la información de la que hemos hablado arriba. Pero se trata, por ahora, de unas pocas tareas.

Es verdad que alguna de ellas es muy relevante para la vida pública, porque la seguridad en internet es muy dependiente de la división en factores primos. La comunidad de físicos e informáticos teóricos es muy activa en la búsqueda de nuevos algoritmos que amplíen este “abanico de usabilidad” de los ordenadores cuánticos.

El futuro de los ordenadores cuánticos

Con todo esto en mente, ¿qué cabe esperar del futuro de los ordenadores cuánticos? En este punto parece claro que convivirán pacíficamente con los ordenadores de toda la vida. Al menos en sus primeros años las máquinas cuánticas serán especialistas que se usarán para criptografía o seguridad de las comunicaciones a través de la red. Quizá encontremos alguna otra tarea en la que sean muy buenos.

Pero no usaremos un ordenador cuántico para jugar al Candy Crush. Tampoco para publicar fotos de gatitos. Los ordenadores de toda la vida tienen la ventaja de la historia: llevan décadas siendo perfeccionados, miniaturizados y fabricados en serie. Seguirán siendo competitivos durante muchas décadas. El futuro, seguramente, será ordenadores cuánticos en las grandes empresas y las administraciones del Estado y ordenadores de los de siempre, cada vez más rápidos y cada vez más baratos, en nuestras casas y nuestros bolsillos.

¿Para cuándo ese futuro? Es difícil de decir. A la tecnología le faltan al menos 10 años. Seguramente más bien 25. Eso suponiendo que sigamos con un mundo en paz en el que las materias primas fluyan desde los países productores a los consumidores. Pero esto último ya no tiene que ver con la física y les corresponderá a otras voces contarlo mejor.