Rastreando la incertidumbre: Google aprovecha la mecánica cuántica en California

Afuera un cálido amanecer de fin de verano dora la idílica costa en California que despierta para otro día casi perfecto.

Adentro, el termómetro marca -273ºC en algunos lugares, en bolsillos helados que albergan la imposible física de la mecánica cuántica, una ciencia donde las cosas pueden simultáneamente existir, no existir y estar en algún punto intermedio.

Así es el laboratorio de Inteligencia Artificial Cuántica de Google, donde 200 personas superinteligentes trabajan entre los tradicionales muros de escaladas y las bicicletas eléctricas de esta compañía para dar forma a la nueva generación de computadoras, una generación que no se parecerá en nada a lo que llevamos en los bolsillos o tenemos en las oficinas.

"Es un nuevo tipo de computadora que usa la mecánica cuántica para hacer operaciones y permitirnos (...) resolver problemas que de otra forma serían imposibles de resolver", explica el doctor Erik Lucero, ingeniero líder en el campus cerca de Santa Bárbara, California.

"No va a reemplazar a tu teléfono móvil, o tu computadora de escritorio; va a trabajar en paralelo con estos objetos".

- El gato de Schrödinger -

La informática antigua esta basada en la idea de la certeza binaria: decenas de miles de "bits" de datos que están definitivamente "encendidos" o "apagados", un 1 o un 0.

La informática cuántica utiliza la incertidumbre: sus "qubits" pueden existir tanto en estados de 1 y de 0, una superposición.

La ilustración más famosa de la superposición cuántica es el gato de Schrödinger, un hipotético felino que está encerrado en una caja con un frasco de veneno que podía o no haberse roto.

Mientras la caja está cerrada, el gato está simultáneamente vivo y muerto. Pero una vez que se abre la caja y se observa su interior, la duda sobre si el gato está vivo o muerto se resuelve.

Las computadoras cuánticas utilizan esta incertidumbre para realizar muchos cálculos aparentemente contradictorios al mismo tiempo, como recorrer cada posible ruta en un laberinto al mismo tiempo, en vez de tratar una a una hasta encontrar el camino correcto.

El desafío para los diseñadores de las computadoras cuánticas es cómo mantener la superposición de estos qubits tiempo suficiente para alcanzar un cálculo coherente.

Ellos sólo consiguen hacer esto a temperaturas extremadamente frías, las más bajas posibles en el universo.

La computadora cuántica de Google que fue exhibida ante periodistas esta semana asemeja el esqueleto de una torta de bodas invertida, de la base a la cabeza.

Cada capa de metal y sus alambres curvados se enfrían progresivamente, hasta la última parte, donde el procesador del tamaño de la palma de la mano es enfriado a apenas 10 Milikelvin.

Esta computadora en formato de torta invertida no es enorme, cerca de la mitad de la altura de un adulto, pero buena parte del espacio del laboratorio está ocupado con el equipo para mantenerlo frío: las tuberías zumban por encima con el helio comprimiéndose y expandiéndose, utilizando el mismo proceso que mantiene frío a un refrigerador.

- Futuro -

¿Y qué es lo que esto realmente hace?

Las computadoras cuánticas han sido descritas como una solución en busca de un problema, aunque muchas supercomputadoras ya pueden resolver los mismos problemas procesando los números de forma más tradicional.

Pero para Lucero y sus colegas, las posibilidades a futuro bien valen el dolor de cabeza.

"Incluso cuando creamos las computadoras, no sabíamos cuál sería el mejor uso para ellas", pero mira dónde estaríamos hoy en día sin ellas, dice.

"La mecánica cuántica es una de las mejores teorías que tenemos hoy en día para experimentar la naturaleza", agrega.

"Como científico, me entusiasma el hecho de que se trata de una computadora que habla el lenguaje de la naturaleza".

"Y si queremos buscar una manera de resolver estos problemas realmente desafiantes, para ayudar a salvar nuestro planeta, y cosas como el cambio climático, me gustaría tener una computadora que pueda hacer exactamente eso".

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