Alba Cervera, coordinadora de Quantium Spain, nos explica en qué consiste este proyecto y cuáles son las oportunidades futuras de la computación cuántica.
Dadas las ventajas que esta tecnología nos puede aportar, El Barcelona Supercomputing Center – Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS) ha iniciado los trabajos de coordinación del proyecto Quantum Spain, que prevé la construcción y la instalación de primer computador cuántico basado en tecnología europea. Para conocer más a fondo este innovador proyecto, desde Nobbot hemos tenido la oportunidad de hablar con Alba Cervera-Lierta, senior Researcher en el BSC CNS, coordinadora del proyecto Quantum Spain y experta en algoritmos cuánticos.
-¿Qué es la computación cuántica?
La computación cuántica es una forma de realizar la computación totalmente diferente a la computación tradicional, está basada en bits. Este tipo de computación se sustenta en los principios de la física cuántica, que es la rama de la física que estudia y explica lo que ocurre a nivel microscópico. Las reglas de la física cuántica son muy diferentes a las de la física clásica y, gracias eso, se obtiene una serie de propiedades que nos permite codificar la información, transmitirla y manipularla de manera muy diferente.
-¿Qué dificultades existen para su desarrollo?
En la actualidad, nos enfrentamos a varias dificultades. Por un lado, a pesar de que la computación cuántica y sus tecnologías llevan muchos años entre nosotros y se ha avanzado mucho en este terreno, puesto que ya se han desarrollado prototipos de ordenadores cuánticos de unos cuántos cúbits, aún queda mucho camino por recorrer e investigar. Por ejemplo, todavía no disponemos de la corrección cuántica de errores, que es lo que se necesita para hacer algoritmos cuánticos superpotentes, por lo que nos tenemos que apañar con lo que tenemos.
Por otro lado, otra de las dificultades es que, hoy en día, hay muy poca gente que tenga formación sobre computación cuántica. A pesar de que hay una demanda altísima de trabajadores y trabajadoras de esta disciplina, tanto para empresas como para universidades, es todo un reto encontrar este tipo de talento. El problema está en que formar a estas generaciones lleva tiempo, es imposible formar a toda una generación en un año.
«Hay una demanda altísima de trabajadores y trabajadoras en esta disciplina»
-¿Qué posibilidades hay de aplicación real a corto plazo?
Las aplicaciones en general se pueden llevar a cabo tanto en el ámbito de la química, en el de la ciencia de los materiales e, incluso, en la bioquímica en un momento más avanzado. Asimismo, esta tecnología se podría aplicar en la resolución de problemas matemáticos, que ya se resuelven con computación clásica. Sin embargo, en lo que se está insistiendo e investigando es en cómo se puede llevar al terrero cuántico todo lo que se sabe actualmente sobre el machine learning y la inteligencia artificial.
A corto plazo, es muy difícil conocer exactamente cuál va a ser la primera aplicación que la computación cuántica resuelva, aunque ya nos estamos empezando acercar. En computación cuántica lo importante es el escalado, ahora mismo con un ordenador cuántico se puede resolver moléculas pequeñas, pero realizamos diferentes predicciones para saber cuánto cuesta llevar a cabo ese proceso, es decir, cuando el ordenador cuántico sea tanto de grande que cantidad de moléculas podrá simular.
A pesar de esto, creo que la aplicación a corto plazo que saldrá de la computación cuántica va a estar relacionada con el terreno de la física más fundamental, es decir, estará centrada en entender los estados de la materia y las transiciones de fase, porque si entendemos los bloques fundamentales luego todo lo demás será mucho más fácil.
ESPAÑA EN LA VANGUARDIA DE LA COMPUTACIÓN CUáNTICA
-¿Qué es y en qué consiste Quantum Spain?
Quantum Spain es un proyecto de gran envergadura, que involucra a la Red Española de Supercomputación (RES) y al Barcelona Supercomputing Center – Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS), que tiene varios frentes. El primero es organizarnos como red y focalizarnos en ofrecer los servicios de computación cuántica a los usuarios de la RES, que somos centros públicos. Por lo tanto, cualquier empresa o universidad que necesite estos servicios puede seguir los mismos canales que la RES y acceder a ellos. Estos servicios estarán formados por un ordenador cuántico que se va a instalar en BSC en Barcelona y que será de tecnología de circuitos superconductores. El acceso a todo esto será a través de la Nube y se solicitará igual que se hace al acceso a la supercomputación.
Por otro lado, dispondremos de simuladores, que es computación tradicional, pero que están pensados para que podamos simular lo que ocurre en un ordenador cuántico. También habrá toda una red, creada por dos investigadores, que se dedican a la computación cuántica de diferentes centros y universidades, que van a desarrollar algoritmos cuánticos. El objetivo de esto es que cuando los usuarios accedan a esta computación cuántica, a través de la RES, también tengan acceso a una serie de algoritmos básicos para que no empiecen desde cero.
Por último, hay una parte muy importante destinada a la formación. Desde Quamtum Spain, se va a llevar a cabo un programa de formación en el que se van a incluir cursos online gratuitos, a varios niveles y diferentes proyectos (campamentos de verano, cursos para empresas, ayudas a la becas de máster, etc). Por otro lado, también se va a fomentar todas aquellas iniciativas que ya existen en España para que todas aquellas personas que estén interesadas en formarse en computación cuántica puedan hacerlo. En definitiva, lo que pretende este proyecto es poner una semilla para que otros proyectos, tanto europeos como españoles, puedan llegar y asentarse sobre un base sólida.
«Quantum Spain pretende poner una semilla para que otros proyectos puedan llegar y asentarse sobre una base sólida»
-¿Qué significa este proyecto para España?
A España le hacía falta un proyecto de esta magnitud sobre computación cuántica para ponerse al nivel de lo que está pasando en el resto del mundo. Es cierto, que España no tenía un proyecto propio, pero si formaba parte de muchos otros proyectos europeos. Esto quiere decir, que no empezamos desde cero, ni muchísimo menos.
-¿En qué se diferencia con respecto a otros proyectos que se han puesto en marcha a nivel europeo?
Quantium Spain es el único proyecto en Europa que está dado a la Red Española de Supercomputación. Esto significa, que todo lo que se desarrolle dentro de esta Red debe de estar en la Nube y a disposición de los usuarios, cosa que en otros países no sucede porque sus proyectos son llevados cabo por unos centros concretos.
Por otro lado, también nos hace especiales el hecho de que apostemos por tener la tecnología en nuestro territorio. España va a adquirir un ordenador cuántico, pero no va a obtener un acceso a la nube de ese ordenador, sino que quiere traer la propia máquina. Esto es muy importante porque se trata de tener soberanía tecnológica, entender cómo y por qué funcionan estas máquinas para poder así ayudar a nuestros sectores.
«España va a adquirir un ordenador cuántico, pero no va a obtener un acceso a la nube de este ordenador, sino que quiere traer la propia máquina»
-¿Por qué es tan importante seguir investigando en computación cuántica?
Es importante seguir investigando e invirtiendo como en cualquier tecnología. Desde un punto de vista muy teórico, la computación cuántica ya nos ofrece una forma de computar muy diferente que puede tener un alcance mayor en algunos problemas, ya solo por eso, vale la pena seguir invirtiendo e investigando para ver hasta dónde nos puede llevar esta tecnología. Al final, es una tecnología más que hay que explotar y que no nos podemos quedar atrás. Estamos hablando que sí hay un ordenador cuántico, lo suficientemente grande, la criptografía como la conocemos en la actualidad no serviría para nada. Solo la amenaza hace que valga la pena que sigamos investigando e invirtiendo en computación cuántica.
Computación cuántica es el futuro más próximo de todas las tecnologías. En hora buena Alba Cervera en este proyecto.
Muy interesante sería conocer más sobre la aplicación de la computación cuántica en la construcción de algoritmos a nivel interacción molecular, por ejemplo en el despliegue de las proteínas. ¿Como predecir el correcto ordenamiento hacia la estructura terciaria de las proteínas?.