Por Ekaterina Almasque, socia general de OpenOcean, un inversor paneuropeo de capital de riesgo
La computación cuántica se encuentra en la etapa de desarrollo en la que se encuentran muchas tecnologías nuevas y prometedoras. El enorme potencial de los casos de uso de la computación cuántica está entusiasmando a muchos profesionales de la industria, lo que genera un desarrollo de software anticipado a la espera de que el hardware se ponga al día. Sin embargo, al igual que 5G, esta expectativa se ve frustrada por la dificultad de alcanzar el estándar necesario para hacer realidad estos casos de uso.
Pero no es algo como para desesperarse. Hay muchas empresas que están dando pasos interesantes para hacer realidad el sueño de las máquinas cuánticas genéricas que corrigen errores, paso a paso.
¿Para qué sirve la computación cuántica?
Poco despierta la imaginación como los casos de uso más emocionantes de la computación cuántica. Son las razones por las que IDC predice que la inversión en tecnología cuántica aumentará un 2000% en los próximos años: de 412 millones de dólares en 2020 a 8600 millones de dólares en 2027.
El objetivo de la computación cuántica es hacer posibles tareas computacionales complejas que actualmente son imposibles.
Si tomamos tareas como los viajes aéreos y la logística, por ejemplo, hay millones de rutas posibles cuando se vuela un avión del punto A al punto B. La computación clásica puede eliminar muchos de ellos, pero eso también podría significar eliminar la ruta óptima.
Existe una frustración inherente al no poder calcular grandes conjuntos de datos con la computación clásica y solo encontrar atajos prácticos. Con la computación cuántica, no haría falta hacer concesiones.
La medicina de precisión es un área que la computación cuántica está destinada a interrumpir por completo. Tiene el potencial de anular las expectativas tradicionales sobre la velocidad y la eficacia de la toma de decisiones clínicas, elevando el nivel de los estándares de atención al paciente.
La computación cuántica mejorará la velocidad del diagnóstico, el tratamiento e incluso la prevención de enfermedades. Mirando hacia los próximos años y décadas, esto podría mejorar la vida de miles de millones, reduciendo significativamente las tasas de angustia y mortalidad de algunas de las enfermedades más mortales del mundo. El valor de este avance se medirá en vidas, no solo en dinero.
¿Qué nos detiene?
La realización de estas aplicaciones se basará en qubits, el equivalente de la computación cuántica al dígito binario, componentes centrales de la tecnología. Estos casos de uso nos desafían a desarrollar una cantidad suficientes de qubits de calidad suficientemente alta para aplicaciones prácticas.
En este momento, los qubits generalmente no son confiables y son muy propensos a errores. Como resultado, muchas máquinas cuánticas no son estables y requieren una calibraciones complejas y un software especial para alcanzar cierto grado de precisión. Algunas empresas cuánticas se están enfocando en la calidad para resolver este problema, permitiendo aplicaciones de computación cuántica con muchos menos qubits.
Necesitamos centrarnos en cómo entregar suficientes qubits, con el rendimiento adecuado, para resolver ciertas tareas. Las máquinas cuánticas específicas de la aplicación están diseñadas y construidas para resolver tareas específicas.
El sueño de una máquina cuántica universal que corrija errores es, por supuesto, atractivo, pero para lograr un progreso inmediato, debemos alinear nuestros objetivos a largo plazo con nuestras capacidades actuales, tomando este viaje paso a paso y adoptando una actitud más paciente.
Para combinar fabricantes de hardware y desarrolladores de software, necesitamos 'middleware' en el nivel del sistema operativo que permita que las dos partes se comuniquen entre sí. Esto aprovechará la cultura de colaboración y apertura que ha llevado a la computación cuántica al estado en el que se encuentra hoy.
La propiedad intelectual representa un bache considerable en el camino, y los fabricantes son, comprensiblemente, reacios a abrir completamente sus productos a las empresas de software. Una reticencia que, con el tiempo, puede resultar en que los proveedores de hardware construyan su propio sistema operativo, al estilo de Windows.
El problema no es puramente basado en software o hardware, sino un poco de ambos. Requerirá un conjunto de habilidades que tiene una gran demanda dentro del campo cuántico: experiencia interdisciplinaria seria.
Los enfoques competitivos del hardware cuántico
Mirando hacia el futuro de la industria cuántica, nos enfrentamos a caminos divergentes. Hay una variedad de formas en que los investigadores y la I + D de la industria están buscando acercar las máquinas cuánticas reales a la realidad.
Los dos enfoques principales son los circuitos superconductores y los iones atrapados.
En comparación con el enfoque de iones atrapados, los circuitos superconductores parecen ser una solución más práctica, particularmente cuando se construye una máquina cuántica escalable. Tienen una serie de ventajas: son mucho más alcanzables desde una perspectiva de ingeniería; tienen tiempos de puerta en el rango de nanosegundos; y son más rápidos en la interacción, lo que puede resultar esencial para compensar los errores en tiempo real producidos por el sistema.
Todo esto significa que los circuitos superconductores representan una mejor opción para ciertas aplicaciones.
Con la otra opción, iones atrapados, confina y suspende iones usando campos electromagnéticos. Si bien es prometedor, actualmente es difícil inicializar los estados de movimiento de los iones, y los estados de fonones tienen una esperanza de vida relativamente corta.
Al igual que con cada decisión de ramificación, corre riesgos de cualquier manera, pero pocas empresas pueden darse el lujo de estar fuera de la competición.
Mirando hacia el futuro
Desarrollar computación cuántica estable es un desafío, pero vale la pena. Todavía hay algunas barreras que debemos escalar, especialmente en la búsqueda de soluciones prácticas de software. Para que todo esto suceda, las empresas deben invertir con una estrategia clara y reconocer el valor de la investigación académica interdisciplinaria.
Sin embargo, en general, existe potencial para que la industria trabaje en conjunto y entregue los casi 700 mil millones de dólares de valor que McKinsey predice que surgirán de este nuevo paradigma de la computación para 2035. Quien resuelva el problema de la computación cuántica estable tendrá una gran variedad de oportunidades abiertas para ellos, y el resto del mundo no se quedará atrás.
Nota del editor: La cartera de inversiones de OpenOcean incluye a IQM, una startup de computación cuántica.