La imagen que todos tenemos de un ordenador cuántico es casi siempre la misma, como una gigante estructura metálica, que parece traída del futuro, pero repleta de cables colgando de todo tipo. Mientras ese caos de cableado siga presente, la computación cuántica seguirá siendo inaccesible para muchos laboratorios.
Sin embargo, John Martinis, premio Nobel y una de las mentes más brillantes de la física moderna, ha decidido que es hora de cortar por lo sano. Y nunca mejor dicho, porque pretende acabar con estos infinitos cableados de golpe.
¿Quién es John Martinis?
Martinis es un hombre de hardware y no tanto un teórico, por lo que su experiencia en la práctica es clave. De hecho, él mismo lideró al equipo de Google para demostrar que un ordenador cuántico podía hacer cosas que un ordenador tradicional ni siquiera imagina. Ahora, a las puertas de cumplir 70 años, ha concedido una reveladora entrevista al medio especializado New Scientist donde cuenta todo sobre QoLab, su nuevo y ambicioso proyecto.
Su premisa es simple, y se basa en que, para que el ordenador cuántico sea útil y comercialmente viable, debe dejar de parecerse a una centralita telefónica de los años 50 y empezar a asemejarse a un chip moderno como los que monta Apple o Microsoft. Y ese es su principal objetivo, crear un sistema sin cables externos, de modo que todo el cableado vaya integrado en el chip.
Funcionamiento de un ordenador cuántico
Los ordenadores cuánticos actuales, como los que usa Google o IBM, requieren temperaturas cercanas a 0 grados. Para controlar los cúbits (los bits cuánticos), se necesitan señales de microondas que viajan a través de cables físicos desde la temperatura ambiente hasta el interior congelado de la máquina.
Y teniendo en cuenta esta premisa, cada cable se convierte en un conducto que genera calor y ruido, y estos son dos grandes enemigos de los sistemas cuánticos. Según explica Martinis en New Scientist, las técnicas de fabricación actuales se asemejan a las de hace 60 años, y por ahí debe llegar el cambio. Si queremos pasar de los cientos de cúbits actuales a los millones necesarios para una computación útil, no podemos simplemente añadir millones de cables, ya que hoy en día es prácticamente imposible de gestionar sin que el sistema colapse.
Aquí es donde está el valor de la propuesta del Nobel. Martinis argumenta que muchos proyectos actuales pecan de «ingenuos» al subestimar los costes y la dificultad de escalar el hardware con el diseño actual. Por tanto, él pretende transformar la arquitectura de estas máquinas, eliminando los componentes de microondas externos y la multitud de cables para «meter todo eso en un chip». Al miniaturizar e integrar el cableado dentro de la propia arquitectura del chip superconductor, se reduce el ruido, se abarata la fabricación y, lo más importante, se abre la puerta a la producción en masa.
¿Ordenadores cuánticos en nuestras casas?
Antes de los microchips, los ordenadores ocupaban habitaciones enteras y funcionaban con válvulas de vacío y kilómetros de cableado. Al integrar los transistores en una pastilla de silicio, nació la informática moderna, que podríamos decir que ha terminado derivando en el dispositivo móvil que hoy todos llevamos en el bolsillo.
Martinis podría estar tratando de hacer lo mismo con los ordenadores cuánticos, y para ello, la integración de sus componentes en el chip es vital. Y teniendo en cuenta su experiencia construyendo los primeros componentes electrónicos de microondas y criostatos, tiene la ventaja de que entiende el ruido físico mejor que nadie. En su etapa anterior, ya vio de primera mano que las impurezas y las interferencias externas afectan mucho al escalador de estas máquinas.
Es por eso que su nuevo diseño tratará de eliminar la fuente del problema desde la raíz, apostando por técnicas de fabricación avanzadas que, paradójicamente, la industria cuántica actual ha pasado por alto.