Para encontrar las primeras referencias de la computación cuántica tenemos que retroceder a los años 80, cuando Richard Feynman y David Deutsch plantearon la posibilidad de computadoras capaces de resolver problemas imposibles para las máquinas clásicas. Con la llegada del nuevo siglo, empresas como Google e IBM pusieron en marcha sus respectivos procesadores cuánticos y, desde 2016, estos sistemas están disponibles en la nube.

Sin embargo, a pesar de los avances significativos registrados en este campo, su aplicación aún es limitada debido al ruido cuántico y la pequeña escala de los qubits actuales, pero avanza rápidamente. A la otra cara de la moneda tenemos a la Inteligencia Artificial (IA), la cuál se ha convertido en una herramienta prácticamente implantada en su totalidad en nuestra sociedad. En un contexto en el que la IA sigue avanzando a pasos agigantados y con una computación cuántica en una fase intermedia, distintos expertos se preguntan cómo podrán complementarse ambas tecnologías.

De hecho, investigaciones actuales apuntan a que los ordenadores cuánticos podrían resolver ciertos problemas de aprendizaje automático de forma más eficiente que los sistemas clásicos, especialmente en análisis de grandes espacios de datos, optimización y simulaciones complejas.

Para responder esta y más dudas sobre ambas tecnologías, El Debate ha charlado con Juan Ignacio Cirac, considerado uno de los padres de la computación cuántica y director del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica en Garching (Alemania).

–¿Qué investigaciones estás realizando actualmente en Alemania?

–Trabajamos en desarrollar software para ordenadores cuánticos y también en cómo superordenadores clásicos pueden realizar algunas tareas cuánticas sin tener ordenadores cuánticos. Lo aprendido en física cuántica nos permite acelerar y mejorar los ordenadores clásicos.

–Ahora mismo estamos en un contexto en el que la IA ha transformado industrias completas. ¿Consideras que la computación cuántica tiene el potencial de igualar o superar a corto o medio plazo ese impacto?

–Es muy difícil de juzgar. La computación cuántica todavía está «aquí»: es algo que estamos construyendo. Sabemos que los ordenadores cuánticos pueden tener un impacto que no podemos cuantificar en estos momentos porque hay muchas cosas desconocidas.

Con el tiempo esperamos que complementen a los superordenadores actuales para cálculos que hoy son imposiblesJuan Ignacio CiracDirector del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica en Alemania

–¿En qué ámbitos concretos la computación cuántica puede llegar a ser la tecnología más puntera o disruptiva?

–En ciencia básica para resolver problemas científicos; en farmacéutica, en el desarrollo de fármacos y reacciones químicas; en el diseño de materiales con propiedades específicas, como conductividad a bajas temperaturas. También puede tener impacto en la industria mediante problemas de optimización. Y, por último, existe la posibilidad de que ayude a la inteligencia artificial, aunque todavía no podemos probarlo porque esos ordenadores aún no existen.

–En los últimos años la IA ha avanzado de manera explosiva, mientras que la computación cuántica todavía progresa de forma más técnica. ¿Qué escenarios se prevén cuando la computación cuántica esté más asentada?

–Es un recorrido, no un día de llegada. Se están construyendo ordenadores cuánticos más potentes, aunque aún no pueden competir con los ordenadores clásicos. Con el tiempo esperamos que complementen a los superordenadores actuales para cálculos que hoy son imposibles.

Juan Ignacio Cirac, director del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica en AlemaniaCSIC

–¿Qué pasos hay que dar para que la computación cuántica alcance un nivel de madurez comparable al de la IA?

–Tenemos prototipos pequeños que aún procesan poca información y con errores. Hay que corregir errores y hacerlos más grandes. Es un proceso lento porque trabajan en condiciones extremas: temperaturas muy bajas, aislamiento perfecto, etc.

–Has mencionado que la computación cuántica puede potenciar la IA. ¿Entonces no ves a ambas tecnologías como competidoras?

–No son competidoras, ni mucho menos. La IA nos ayuda a desarrollar ordenadores cuánticos más rápido. Y esperamos que, en el futuro, los ordenadores cuánticos ayuden a mejorar y acelerar la IA. Aunque no podemos demostrarlo todavía.

Un hito sería que un ordenador cuántico detecte mensajes que no pueden descifrarse con ordenadores clásicosJuan Ignacio CiracDirector del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica en Alemania

–¿Algún ámbito concreto de la IA que pueda ser potenciado por la computación cuántica?

–Es difícil decirlo. Cualquier ámbito donde haya que procesar muchos datos. En mi campo científico también se utiliza IA y sin duda los ordenadores cuánticos la potenciarán, pero en otros campos me cuesta especificar.

–La IA plantea desafíos éticos y de seguridad. Cuando la computación cuántica esté más implantada, ¿existirán riesgos en un futuro cuántico?

–Como toda tecnología. Igual que los ordenadores actuales sirven para medicina o para aplicaciones militares, los cuánticos también. Se necesita regulación. También pueden romper la criptografía actual, aunque las tecnologías cuánticas también ofrecen nuevas formas de asegurar comunicaciones. Hay una parte que nos gusta y otra que no. Es tarea de los políticos potenciar la buena y minimizar la mala.

–Hace poco se anunció la apertura del nuevo superordenador cuántico de IBM en el País Vasco. ¿Qué regiones o instituciones crees que liderarán la carrera cuántica?

–Hay varios aspectos. En hardware, Estados Unidos, Europa y China. Cada uno con sus ventajas: industria, recursos económicos o desarrollo científico. También está el software y las aplicaciones: ahí es importante tener ordenadores cuánticos para aprender a utilizarlos, como está haciendo el País Vasco.

Ilustración 3D de un ordenador cuántico en funcionamientoGetty Images / Adventtr

–La IA tiene riesgos y costes energéticos; la computación cuántica, retos de hardware y estabilidad. ¿Cuál enfrentará mayores limitaciones físicas en el largo plazo?

–No me gusta dar certezas sin demostrarlas. Esperamos que los ordenadores cuánticos reemplacen en ciertas tareas a los clásicos, bien por eficiencia o por menor coste energético. Con el tiempo deberían mejorar y aportar ventajas.

–En IA el mercado está dominado por unos pocos actores. ¿Pasará lo mismo en computación cuántica?

–Depende porque hay varias plataformas tecnológicas. Según qué tecnología gane, liderarán unas empresas u otras. Pero a largo plazo, como en otros sectores, surgirán grandes empresas tecnológicas que lideren esta industria.

–En el inicio de una posible era cuántica, ¿cuál sería la primera señal para decir que estamos entrando en ella?

–Un hito sería que un ordenador cuántico detecte mensajes que no pueden descifrarse con ordenadores clásicos. Eso indicaría su madurez. Esperamos que ocurra en los próximos cinco o diez años, quizá un poco más.

–Proyectándote diez o veinte años: ¿cómo imaginas la relación entre IA y computación cuántica? ¿Cuál definirá más la sociedad del siglo XXI?

–Están condenadas a convivir y se ayudarán mutuamente. La IA ya nos afecta y lo hará más. La computación cuántica la acelerará y también encontrará aplicaciones propias que hoy no podemos prever.