Todo para su próximo viaje en el tiempo: el kit de la nueva economía cuántica
Desde la vastedad del universo hasta lo infinitamente pequeño, el mundo que intenta entender y explicar el físico italiano Carlo Rovelli incluye nuevas teorías sobre el tiempo y la realidad, dinámica cuántica y un juego de espejos e ilusiones. Rovelli, uno de los mejores divulgadores en esta agenda complejísima, tiene una tarea titánica. Entre otras razones, como explica en su libro El orden del tiempo (Anagrama), porque no hay una gramática adecuada para describir lo último que se sabe en materia de tiempo y espacio.
El lenguaje que manejamos, adaptado a una noción lineal de pasado-presente y futuro, es sencillamente insuficiente. Y esta limitación también afecta a la revolución cuántica que hoy se está desplegando en la computación, las telecomunicaciones, el sector farmacéutico y otros campos que apuntan a ser disrumpidos de manera radical en la segunda mitad de esta década. De a poco, las promesas teóricas de gigantes de la física como Einstein y Feynman se van volviendo tangibles.
“Hay mil cosas pasando, con inversiones masivas de las grandes potencias y empresas y aplicaciones comerciales que ya son una realidad”, cuenta a el físico la nacion Christian Schmiegelow, director del Laboratorio de Iones y Átomos Fríos de Ciencias Exactas de la UBA e investigador del Conicet.
La computación cuántica promete velocidades millones de veces más elevadas que las de la computación tradicional para resolver determinados problemas, gracias a las propiedades cuánticas de sus principales componentes, los qubits, que pueden, al igual que el gato de Schrodinger, estar “muertos y vivos al mismo tiempo”, esto es, superponerse en una infinidad de estados y, por lo tanto, almacenar cantidades inimaginables de información.
En el último año y medio, primero Google y luego China (a fines de 2020) proclamaron haber llegado a la “supremacía cuántica”: lograron resolver por esta vía problemas matemáticos que a la computación tradicional le llevaría miles de años solucionar.
Otras empresas en la carrera son IBM, Intel, Microsoft, Honeywell y Ionq, la primera startup del rubro en hacer su IPO, con una valuación inicial de 2000 millones de dólares. La última tapa de Nature está dedicada al potencial de interacción entre inteligencia artificial (en particular, de aprendizaje automático) y las dinámicas cuánticas.
El lado medio vacío de este vaso: por ahora, la supremacía cuántica llegó a problemas sin aplicación práctica y restan enormes desafíos ingenieriles, dado que los qubits son muy inestables, operan a temperaturas bajísimas y tienen altas tasas de error. En 2021, sin embargo, el optimismo es creciente: “Todo parece encaminado para que se logre el objetivo de poder estabilizar 1000 qubits en 2023, ahora es una expectativa que se puede tomar más seriamente”, dice a la Laura Converso, una economista nacion argentina que lidera las investigaciones globales en este campo para Accenture. Para tener una idea del salto: la supremacía que logró Google se dio con un ordenador de 53 qubits (Sycamore).
Converso cree que todavía faltan años (tal vez una década) para ver impactos gigantes en computación, pero considera que hay otras áreas de aplicación práctica, como la de comunicaciones, que lidera China, donde se están tangibilizando los avances mucho antes. Entre los productos que ya se comercializan hay desde relojes de precisión absoluta (ideal para viajes espaciales o coordinación de vehículos automanejados a gran escala), o un recientemente desarrollado “generador portátil de números al azar”, creado en China y muy útil, por ejemplo, para la ciberseguridad.
Además de la “insuficiencia semántica” y de lenguaje a la que hace alusión Rovelli, otro factor que vuelve más brumoso este terreno es el secretismo que envuelve a las principales iniciativas, muy distintas entre sí, dadas las enormes cantidades de dinero involucradas, explica el físico Marco Di Tullio, investigador del Conicet y de la UNLP. “Cada empresa o país tiene su modelo de hardware cuántico y lo desarrolla de manera independiente, lo que genera una suerte de ‘carrera a la luna”, agrega Di Tullio, para quien en el corto y mediano plazo los resultados vendrán de la mano de la resolución de problemas inherentemente cuánticos, como el desarrollo de nuevos materiales o de drogas medicinales.
El físico ruso Andrei Vazhnov coincide: “Hasta ahora, para desarrollar una nueva molécula farmacéutica o un nuevo material, los químicos tienen que probar distintas combinaciones al azar, evaluando qué funciona. Este es un proceso costoso y largo. Pero si esta operación se puede automatizar, las computadoras cuánticas tienen allí una ventaja increíble, dado que escalan mucho mejor que las tradicionales y pueden simular moléculas complejas”, remarca.
El tiempo de la física
Para Vazhnov, “basta pensar en cuánto nos cambió la vida a partir del hormigón, el acero y el plástico. Y estos fueron descubiertos a partir de simple prueba y error. Con la simulación cuántica vamos a poder dirigir este proceso de una manera que hoy es impensable”.
Si para muchos científicos la década de 2020 a 2030 será la de las “ciencias de la vida”, es muy probable que las que vengan después muestren un protagonismo definitivo de la física, opina el genetista Esteban Lombardía, de Terragene. Entender, por ejemplo, cómo funciona nuestro cerebro, o aprender a teletransportarnos, son desafíos de largo plazo que requerirán de avances de la física que llegarán en la segunda mitad del siglo, arriesga Lombardía. Tal vez la posibilidad de “transmitir” una configuración cerebral a un exoplaneta sea más fácil y llegue antes que la de viajar hasta allí.
Con una “gramática insuficiente” para comprender lo que realmente pasa en el mundo de lo infinitamente pequeño, una buena opción es darse un baño de contenidos de ficción sobre esta temática y dejar que algunos conceptos entren por los poros.
Desde la serie Flash hasta la reciente Loki, de Disney, donde el héroe de Marvel viaja por distintas dimensiones temporales y entra en conflicto con los defensores de la “Sagrada Línea del Tiempo”, en un guión con múltiples guiños a la cuántica. O los muy buenos documentales de Netflix como Agujeros negros: al límite del conocimiento o El principio y el fin del universo (producido por la BBC).
O, desde ya, bucear en la bellísima prosa de Rovelli, para quien “la física está a punto de escapar de la prisión de los pensamientos recibidos y de emprender la búsqueda de nuevas formas de pensar el mundo; a punto de despejar un poco el lago brumoso de los sueños no sustanciales, que reflejan la realidad como el lago refleja las montañas”.
“La computación cuántica promete velocidades millones de veces más altas que las de la computación tradicional para resolver problemas”
“Tal vez, la posibilidad de ‘transmitir’ una configuración cerebral a un exoplaneta sea más fácil y llegue antes que la de viajar hasta allí”