Una treintena de empresas batalla por liderar la computación cuántica

Hay gigantes como IBM, Google, Microsoft o Intel, y pequeñas firmas como IonQ o QuTech. Esta tecnología promete impactar en los modelos de negocio de las compañías

Ordenador Q de IBM.

Los ordenadores clásicos tienen todavía mucha vida por delante, pero al menos una treintena de empresas de todo el mundo trabaja intensamente en los llamados ordenadores cuánticos, una nueva tecnología que, según los expertos, está llamada a revolucionar la informática en el futuro por su capacidad de cálculo extraordinaria. “Estas compañías son conscientes de que dicha tecnología está todavía en su infancia, pero también saben que en cualquier momento un avance científico eliminará sus barreras técnicas actuales y hará que despegue rápidamente, y no quieren quedarse descolgadas pues saben que cuando explote comercialmente moverá mucho dinero”, explica a CincoDías Elena Yndurain, profesora del IE Business School.

Los ordenadores cuánticos son un viejo sueño del mundo de la tecnología, que promete disparar la capacidad de procesamiento actual. Y ello gracias a que en vez de utilizar bits (que guardan la información como 0 y 1) como hacen los ordenadores clásicos, utilizan cubits (bits cuánticos), que tienen las propiedades cuánticas de la superposición de estados y entrelazamiento. Esto quiere decir, de manera simplificada, que el cubit puede ser 1 y 0 simultáneamente, y que pueden estar entrelazados, es decir, interconectados, de manera que si se toma una acción en un cubit afecta a los otros.

Muchos textos escritos sobre la computación cuántica ponen de ejemplo la famosa paradoja del gato de Schrödinger, encerrado en una caja hermética con veneno. Para la física cuántica, mientras el recinto está cerrado, el gato está vivo y muerto al mismo tiempo; solo deja de estarlo cuando se abre la caja y la observación hace que el gato asuma uno de los dos estados posibles.

“Estas propiedades cuánticas de los cubits [qubits en inglés] les dotan de una gran ventaja; hacen que su capacidad de procesamiento crezca exponencialmente según se va aumentando el número de cubits, cosa que no ocurre con sus hermanos clásicos los bits”, continúa Yndurain, que explica cómo, por ejemplo, 20 cubits pueden procesar 2²⁰ datos casi simultáneamente, en vez de iterativamente, como hacen los computadores clásicos con los bits”.

Según cuenta esta experta, hay diferentes opiniones respecto a cuándo estará esta tecnología madura; se habla de 5, 10 o 15 años. IBM ha sido la última compañía en anunciar un avance significativo en computación cuántica. En el pasado CES, la feria tecnológica de consumo más importante del mundo, el gigante azul anunció el primer ordenador cuántico para uso comercial, el IBM Q System One. Este avance permitirá que las empresas tengan acceso a su propio computador cuántico, en vez de compartirlo.

“La única otra empresa que ofrece algo parecido es la empresa canadiense D-Wave, que vende su computador adiabático, aunque su tecnología está limitada únicamente a hacer cálculos cuánticos de optimización, es decir, no es un computador cuántico universal que pueda hacer cualquier tipo de cálculo”, aclara Yndurain.

Soluciones

Pero, ¿qué otras compañías trabajan en esta tecnología? Según la profesora del IE Business School, se ha creado un ecosistema de empresas tecnológicas que están creando productos y soluciones en torno a la computación cuántica. IBM, Google y Microsoft tienen propuestas de ordenadores cuánticos, mientras HP, Intel, Nokia, Hitachi, Honeywell, Toshiba, Fujitsu, NEC y Samsung tienen soluciones para chips o dispositivos de comunicación.

Otras firmas menos conocidas y más pequeñas (algunas spin-off del mundo académico) como Rigetti Computing, D-Wave, IDQuantique, IonQ, QuTech, Quantum Circuits o Alpine Quantum Technologies tienen propuestas con menor o mayor grado de madurez comercial de chips cuánticos e infraestructura de telecomunicaciones cuántica. También hay consultoras como Atos, Booz Allen Hamilton, Accenture, IBM o Boston Consulting Group que están ofreciendo proyectos de consultoría estratégica y herramientas de desarrollo de algoritmos cuánticos. Y se están creando nuevas consultoras orientadas a esta nueva tecnología, como Cambridge Quantum Consulting, QxBranch, QDTI, 1QBiT o QC Ware, entre otras.

Los expertos dan por hecho que los ordenadores cuánticos se utilizarán para resolver operaciones computacionalmente complejas, como pueden ser problemas de optimización, precisión, simulación y encriptación.

Entre las compañías que están probando su potencial están: Volkswagen, Ford y Daimler para optimización de rutas y nuevos materiales, por ejemplo para baterías; Barclays, JPMorgan o Goldman Sachs, para gestión de portfolio, trading y análisis del fraude; Exxon Mobil, para lograr cálculos químicos más precisos y descubrir nuevos materiales; KPN, BT, Airbus, Alibaba, NTT, BMW o Lookheed Martin para hacer las transmisiones de datos más seguras en las comunicaciones, y DuPont, Dow Chemical, BASF, y otras para simulación de reacciones de componentes químicos.

A nivel gubernamental, China lidera la inversión en computación cuántica, con 10.000 millones de dólares, seguida de EE UU, que acaba de aprobar una inversión de 1.200 millones a través del National Quantum Initiative, y de Europa, que ha invertido 1.100 millones (381 de Reino Unido, el que más aporta). Por su parte, Israel ha prometido invertir 80 millones; Rusia ha creado el Russian Quantum Center, Australia concedió 360 millones para crear el Sidney Quantum Academy, y Canadá acaba de renovar la financiación de su Instituto de Computación Cuántica con 15 millones.

Yndurain destaca el papel de España, que está contribuyendo al crecimiento de la computación cuántica definiendo los estándares de corrección de errores, “que son la base para poder hacer la tecnología escalable”. En ello ha tenido un papel clave la Facultad de Física Teórica de la Universidad Complutense de Madrid. Telefónica y Huawei han examinado con la Universidad Politécnica de Madrid la criptografía cuántica en redes ópticas para lograr comunicaciones más seguras. Volkswagen también se plantea hacer una prueba de optimización de tráfico en Barcelona con esta tecnología.

Cambios y limitaciones

Inversión. Las inversiones de las empresas de capital riesgo en computación cuántica alcanzaron los 700 millones de dólares desde 2012 a 2017. Se espera que para 2023, el 20% de los proyectos de tecnologías de la información de las empresas estarán relacionados con esta tecnología, según Gartner. También Goldman Sachs prevé que la computación cuántica sea una industria que mueva 29.000 millones de dólares en 2021.

 

Impacto. La computación cuántica causará cambios en los modelos de negocio, según advierte Yndurain. “Los ciclos de negocio se acortarán y aumentará el dinamismo en ofertas/productos nuevos. Además, las empresas tendrán que repensar sus procesos actuales y su cadena de valor. Deberán adquirir los conocimientos para sacar el máximo rendimiento a esta tecnología, cuya curva de aprendizaje es radicalmente más compleja que el de otras tecnologías emergentes anteriores”. Por otro lado, continúa esta experta, ocurrirá un efecto parecido al del Año 2000. En este caso con la ciberseguridad. "Habrá que actualizarla toda para que sea cuántica, ya que cuando esta tecnología esté preparada en el futuro, se sabe (según pruebas teóricas) que los algoritmos cuánticos podrán descifrar los códigos de seguridad actuales, como es el caso del algoritmo cuántico de factorización de Shor y el cifrado RSA".

 

Barreras. Pese a su enorme potencial, esta tecnología aún presenta limitaciones. Por ejemplo, a los algoritmos cuánticos actuales aún les cuesta procesar grandes volúmenes de datos y ejecutar operaciones largas. “Esta falta de robustez es una limitación para escalar y llegar al nivel de cubits con calidad suficiente para que sean mejores que los computadores clásicos”, explica la profesora del IE Business Shool.

Instalación. Yndurain no cree que los ordenadores cuánticos se vayan a instalar en las empresas a corto plazo, pues la temperatura a la que opera el ordenador cuántico más avanzado es de -273º centígrados (casi el cero absoluto) y es muy frágil, por lo que las condiciones de mantenimiento aún son demasiado especiales.