Computadora cuántica hecha en Alemania para usos prácticos

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La startup bávara especializada en computación cuántica Planqc acaba de obtener un nuevo contrato de 20 millones de euros y está desarrollando un superordenador cuántico con nada menos que 1.000 qubits, una cifra sin precedentes. Este sistema podría permitir, por primera vez, aplicaciones prácticas reales.

El punto clave de los procesadores y ordenadores cuánticos son los llamados «qubits», abreviatura de «bits cuánticos». Como su nombre indica, se trata de una variante especial de los bits (dígitos binarios). A diferencia de los bits clásicos – que solo pueden estar en estado 1 o 0, es decir, «encendido» o «apagado» – , los qubits pueden adoptar múltiples estados simultáneamente gracias al fenómeno de la entanglement (entrelazamiento cuántico).

Así, un «byte cuántico» formado por ocho qubits entrelazados puede representar teóricamente todos los números del 0 al 255 al mismo tiempo. Cuantos más qubits tenga el sistema, mayor será el número de estados posibles y, por tanto, su potencia de cálculo teórica.

No obstante, mantener la estabilidad de los qubits sigue siendo el gran desafío técnico. Una startup bávara, Planqc, afirma estar avanzando decididamente en esta dirección tras haber recibido un nuevo encargo del Centro de Cálculo Leibniz (LRZ, por sus siglas en alemán), uno de los centros de supercomputación más importantes de Alemania. Más detalles a continuación.

Alemania lidera el campo de la computación cuántica

En 2005, el físico experimental germano-austriaco Rainer Blatt, de la Universidad de Innsbruck, fue el primero en lograr entrelazar ocho cúbits. Así como los fundamentos de la física cuántica se remontan al físico alemán Max Planck, Alemania también ocupa una posición de liderazgo en el ámbito de la computación cuántica. En enero de 2022 entró en funcionamiento en Jülich (Renania del Norte-Westfalia) el primer ordenador cuántico europeo con más de 5.000 cúbits. La mayoría de los récords anunciados hasta la fecha siguen situándose aún en torno a los 1.000 cúbits. Como ya se ha señalado, la principal dificultad radica en mantener estables los cúbits. Para conseguirlo, es necesario enfriarlos, tal como se hace en Jülich, hasta temperaturas cercanas al cero absoluto (-273,15 °C), con el fin de preservar sus delicadas propiedades cuánticas, según explica el servicio de información científica idw.

La startup bávara de computación cuántica Planqc – cuyo nombre no es casual, sino que alude precisamente a «planificación cuántica» – está adoptando un enfoque ligeramente distinto y acaba de recibir un encargo de 20 millones de euros del Leibniz-Rechenzentrum (Centro de Cálculo Leibniz), con sede también en Garching, cerca de Múnich. Además, ha obtenido otra promesa de financiación por valor de 29 millones de euros, entre otros, del Centro Aeroespacial Alemán (DLR).

Planqc desarrolla cúbits de alta calidad

El objetivo del proyecto MAQCS – impulsado por el Instituto Max Planck de Óptica Cuántica (MPQ) en Garching – es desarrollar, para 2027, un sistema especialmente adaptado a las exigencias de la informática de alto rendimiento (HPC), que minimice los tiempos de latencia del ordenador cuántico.

«Para lograr esto último se requiere un número muy elevado de cúbits», cita Business Insider Gründerszene a Sebastian Blatt, cofundador y director técnico (CTO) de Planqc. La similitud entre los nombres quizá sea casual, pero el pionero Rainer Blatt fue, en sus inicios, director científico del Munich Quantum Valley, ubicado también en el MPQ de Garching.

En el caso de los cúbits, no se trata tanto de cantidad como de calidad: latencia, tasa de corrección de errores, temperatura de funcionamiento y eficiencia de los algoritmos son factores clave. Para Sebastian Blatt, resulta especialmente interesante la integración del sistema en la infraestructura HPC existente del Centro de Servicios Informáticos de Baviera (Leibniz-Rechenzentrum, LRZ).

Gracias a dicha integración, los cálculos altamente complejos – que suelen requerir meses de potencia computacional clásica – podrían dividirse en una parte clásica y otra cuántica. «Cualquier mejora o aceleración del resultado mediante el uso de uno o varios coprocesadores cuánticos aportaría aquí una ventaja directa», afirma Blatt, CTO de Planqc.