Las computadoras cuánticas transformarán nuestro mundo, curarán el cáncer y arreglarán la crisis climática, asegura el célebre científico y futurista Michio Kaku.

Crédito: Jason Koxvold/MysteryPlanet.com.ar.

¿Qué pasaría si las computadoras utilizadas para desarrollar IA fueran reemplazadas por otras capaces de hacer cálculos no millones, sino billones de veces más rápido? ¿Qué pasaría si las tareas que podrían tardar miles de años en realizarse en los dispositivos actuales pudieran completarse en cuestión de segundos? Bueno, ese es precisamente el futuro que predice el físico Michio Kaku.

En su nuevo libro, titulado Quantum Supremacy, el científico escribe que estamos a punto de dejar atrás la era digital por una era cuántica que traerá un cambio científico y social inimaginable. Las computadoras ya no usarán transistores, sino partículas subatómicas, para hacer cálculos, desatando un poder de procesamiento increíble. Otro físico lo ha comparado con poner «un motor de cohete en tu coche».

El motor cohete de la computación cuántica, dice Kaku, transformará por completo la investigación en química, biología y física, con todo tipo de efectos colaterales. Entre otras cosas, nos permitirá sacar CO2 de la atmósfera y convertirlo en combustible, con los productos de desecho capturados y utilizados nuevamente —el llamado reciclaje de carbono—. Nos ayudará a extraer nitrógeno del aire sin las altas temperaturas y presiones que hacen que la producción de fertilizantes represente actualmente el 2 % de la energía utilizada en la Tierra, lo que conducirá a una nueva revolución verde.

Asimismo, nos permitirá crear baterías súper eficientes para ayudar a que las energías renovables lleguen más lejos. Resolverá los desafíos de diseño e ingeniería que actualmente nos impiden generar energía barata y abundante a través de la fusión nuclear. Y conducirá a tratamientos radicalmente efectivos para el cáncer, el Alzheimer y las enfermedades de Parkinson, junto con muchas otras.

¿Cómo? Lo principal que hay que entender es que las computadoras cuánticas pueden hacer cálculos mucho, mucho más rápido que las digitales. Lo hacen utilizando cúbits, el equivalente cuántico de bits —los ceros y unos que transmiten información en una computadora convencional—. Mientras que los bits se almacenan como cargas eléctricas en transistores grabados en chips de silicio, los cúbits están representados por las propiedades de las partículas, por ejemplo, el momento angular de un electrón.

La potencia de fuego superior de los cúbits se debe a que las leyes de la física clásica no se aplican en el extraño mundo subatómico, lo que les permite tomar cualquier valor entre cero y uno, y permite un proceso misterioso llamado entrelazamiento cuántico —lo que Einstein llamó «espeluznante acción a distancia»—.

Kaku hace valientes esfuerzos para explicar estos mecanismos en su libro, pero es esencialmente imposible de comprender por completo para un profano. Como dice la comunicadora científica Sabine Hossenfelder en uno de sus populares videos de YouTube sobre el tema: «Cuando escribimos sobre mecánica cuántica, nos enfrentamos a la tarea de convertir expresiones matemáticas en lenguaje. E independientemente del idioma que usemos, inglés, alemán, chino o lo que sea, nuestro idioma no evolucionó para describir el comportamiento cuántico».

Más allá de esto, hay una conclusión importante: la realidad es cuántica, por lo que las computadoras cuánticas pueden simularla de una manera en la que las digitales luchan por hacerlo.

«La madre naturaleza no calcula digitalmente», señala Kaku. «Las computadoras cuánticas deberían poder desentrañar los secretos de la vida, los secretos del universo, los secretos de la materia, porque el lenguaje de la naturaleza es el principio cuántico».

Por ejemplo, si desea saber con precisión cómo funciona la fotosíntesis (todavía un misterio para la ciencia moderna), o cómo una proteína interactúa con otra en el cuerpo humano, se podrá utilizar el «laboratorio virtual» de una computadora cuántica para modelarlo con precisión. El diseño de medicamentos para interrumpir los procesos biológicos que fallan, como la proliferación de células cancerosas o el mal plegamiento de las proteínas en la enfermedad de Alzheimer, podría ser mucho más fácil. Kaku incluso considera que el enigma del envejecimiento se resolverá para que podamos detenerlo —de hecho, uno de los capítulos de su libro se llama simplemente «Inmortalidad»—.

En esta etapa, vale la pena introducir una advertencia importante. Las computadoras cuánticas son muy, muy difíciles de hacer. Debido a que se basan en partículas diminutas que son extremadamente sensibles a cualquier tipo de perturbación, la mayoría solo puede funcionar a temperaturas cercanas al cero absoluto, donde todo se ralentiza y hay un «ruido» ambiental mínimo. Eso es, como era de esperar, bastante difícil de arreglar.

El presidente Joe Biden inspecciona una computadora cuántica en una instalación de IBM en el estado de Nueva York, octubre de 2022. Fotografía: Andrew Harnik/AP.

Hasta el momento, la computadora cuántica más avanzada del mundo, Osprey de IBM, tiene 433 cúbits. Puede que esto no parezca mucho, pero como explica la compañía, «la cantidad de bits clásicos que serían necesarios para representar un estado en el procesador Osprey supera con creces la cantidad total de átomos en el universo conocido». Lo que no dicen es que solo funciona durante unas 70 u 80 millonésimas de segundo antes de verse abrumada por el ruido. No solo eso, sino que los cálculos que puede hacer tienen aplicaciones muy limitadas.

«Una computadora cuántica funcional que pueda resolver problemas del mundo real aún está a muchos años en el futuro», admite el propio Kaku.

No obstante, el científico destaca los miles de millones de dólares que se están invirtiendo en la investigación cuántica y la forma en que las agencias de inteligencia han estado advirtiendo sobre la necesidad de prepararse para esta nueva tecnología.

«Silicon Valley podría convertirse en un lugar de cosas oxidadas... un depósito de chatarra de chips que ya nadie usa porque son demasiado primitivos», apunta, considerando la posibilidad de que tales inversiones aceleren el progreso de la computación cuántica.

Queda por ver si este tipo de revolución —tal vez comparable a la generada en la actualidad por la inteligencia artificial— llega a tiempo para «salvarnos» y está a la altura de las expectativas. Pero si Kaku tiene razón y todo lo que es digital se convierte en polvo, nos espera un viaje de conocimiento increíble.

Fuente: The Guardian. Edición: MP.