Computación cuántica
Especial Computación Cuántica CW 2023

Juan Ignacio Cirac: “Se está levantando una burbuja enorme en torno a la computación cuántica y esto me da un poco de miedo”

"Hay muchas promesas en torno al ordenador cuántico, pero la realidad es que lo que hoy tenemos son pequeños prototipos y con estos no podremos cumplirlas", reconoce el gran experto en tecnologías cuánticas Juan Ignacio Cirac, galardonado en 2006 con el Premio Príncipe de Asturias de Investigación Científica y Técnica, en entrevista con ComputerWorld.

Juan Ignacio Cirac
Juan Ignacio Cirac.

Uno de los mayores expertos del mundo en computación cuántica y sus aplicaciones a la información es, indiscutiblemente, el español Juan Ignacio Cirac, galardonado en 2006 con el Premio Príncipe de Asturias de Investigación Científica y Técnica. Licenciado en Física Teórica en la Universidad Complutense de Madrid y doctor en la materia, es miembro de la Sociedad Max Planck —la prestigiosa red de institutos de investigación científica en Alemania, creada en honor al físico alemán que inició la mecánica cuántica— desde 2001, donde dirige el Instituto Max Planck de Óptica Cuántica (ubicado en la ciudad germana de Garching).

Cirac predijo hace ya décadas que el ordenador cuántico iba a revolucionar el mundo de la información, al hacer posible una comunicación más eficaz y una mayor seguridad en el tratamiento de datos y transferencias bancarias. Aun así, el físico reconoce que le ha sorprendido la velocidad a la que avanza en la actualidad el desarrollo de este campo —fundamentalmente gracias al impulso e inversión de la industria tecnológica— y, sobre todo, las exageradas expectativas que se tienen de ésta a corto plazo. “Hay muchas promesas en torno al ordenador cuántico, pero la realidad es que lo que hoy tenemos son pequeños prototipos y con estos no podremos cumplirlas”, espeta en una entrevista concedida a ComputerWorld.

 


Nunca se había hablado tanto de informática cuántica como ahora. ¿Cómo ve personalmente este momento dulce? 

Con dualismo. Por un lado, estoy muy contento porque hay personas que llevamos más de 30 años trabajando en este campo y es muy importante ver que se está haciendo realidad, me siento agradecido por ello; sin embargo, por otro lado, se está levantando una burbuja enorme en torno a la computación cuántica y esto me da un poco de miedo. Se ha exagerado mucho lo que actualmente tenemos y esto puede ser peligroso.

 

Justo mi siguiente pregunta iba en esa línea; iba a plantearle si cree que nos hallamos ante una burbuja en torno a la computación cuántica; veo que es lo que piensa. ¿Cuál es, entonces, la situación actual real de esta tecnología?

Por un lado, ha habido una demostración de un prototipo pequeño de computador cuántico que puede hacer algo que no es posible con los superordenadores, pero se trata de un ejemplo muy académico. Ahora se está intentando comprobar si estos mismos ordenadores pueden utilizarse para otras aplicaciones, pero, de momento, no existe ninguna evidencia. A largo plazo estos prototipos sí podrán ser una realidad y entonces tendremos más aplicaciones de esta tecnología. Pero para ello falta mucho tiempo.

 

¿Cuánto?

Unos 10 o 15 años, depende de a quién se pregunte. Por tanto, sí, hay muchas promesas en torno al ordenador cuántico, pero la realidad es que lo que hoy tenemos son pequeños prototipos y con estos no podremos cumplirlas.

 

¿Y cómo valora los proyectos que hay en marcha en otros países, sobre todo de Europa y, en particular, en España? 

Todos se basan en prototipos. En Alemania, Estados Unidos, China y España se tiene una visión para desarrollar los ordenadores cuánticos a muy largo plazo pero, a la vez, se quiere ver ya si estos tienen alguna aplicación, porque lo cierto es que aún no lo sabemos. Pueden tener mucha aplicación o ninguna. Existe una gran incertidumbre. El de computación cuántica es un campo en el que se hacen muchas promesas que no tienen ninguna evidencia en los prototipos actuales.


 

“El de computación cuántica es un campo en el que se hacen muchas promesas que no tienen ninguna evidencia en los prototipos actuales”




¿Colabora de alguna manera con el proyecto Quantum Spain?

No, sobre todo estoy involucrado con la iniciativa alemana y europea.

 

Cuéntenos entonces cómo ve los proyectos que están llevando a cabo en Alemania y Europa en general sobre esta materia.

Desde el punto de vista científico, Europa está al frente de la computación o informática cuántica, pero en el desarrollo industrial de estos prototipos está por detrás; lo que estamos intentando con los proyectos que tenemos en marcha es ponernos al día. Van avanzando, pero es una carrera muy complicada porque nuestros competidores del otro lado del Atlántico y al este están destinando mucha financiación a esta tecnología. 

En todo caso, me parece sensacional que la Unión Europea y países como Alemania y España en concreto se hayan dado cuenta de que la tecnología cuántica es el futuro, es algo que va a llegar inevitablemente y hay que estar preparados para ese momento. Y en ellos estamos, nos estamos preparando para la llegada de la computación cuántica.


¿Y en esta carrera entre el Este y el Oeste quién ganaría: China o Estados Unidos?

Es complejo, en función del área de la que hablemos ganaría uno u otro país, pero sí es cierto que China ha avanzado muy rápido en los últimos años; hace cinco años estaba casi a cero en el desarrollo de esta tecnología y en la actualidad prácticamente lo lidera. Hay que tener en cuenta que en Estados Unidos y en Europa llevamos entre 20 y 30 años trabajando en este terreno, así que es impresionante cómo China se ha puesto al día. Es previsible que dentro de poco tome el liderazgo sobre todo en la parte más industrial, es decir, en la construcción de estos computadores cuánticos a largo plazo o de estos prototipos cada vez mejores.

 

 

“La tecnología cuántica es el futuro, va a llegar inevitablemente y hay que estar preparados”

 

 

Personalmente, lleva décadas trabajando en esto. En 1995 publicó junto a Peter Zoller un artículo que es considerado la base de la computación cuántica actual. ¿Esperaba la deriva actual de esta tecnología?

Ha sido algo extraordinario. Cuando publicamos los primeros artículos nos parecía que este era un asunto que tardaría muchísimo tiempo en llegar; en esos momentos, la tecnología no se encontraba preparada, pero hemos ido viendo cómo se ha ido avanzando, sobre todo en el mundo universitario y de investigación, y desde hace 10 años la industria se ha puesto a trabajar en serio en la informática cuántica y empresas reconocidas como IBM o Google y muchas otras le han dado un impulso enorme, porque lo que puede hacer desde la industria no lo podemos hacer en las universidades y centros de investigación. Sin duda, ha sido y está siendo imprescindible el empujón que la industria está dando a esta tecnología; sin él no seríamos capaces de construir los ordenadores cuánticos.

Desde luego, lo que más me ha sorprendido en estos años es el acelerón que está experimentando este campo con la entrada de la industria, pero es que estas empresas tienen una capacidad de innovación mucho mayor que todos nosotros.

 

Ha mencionado dos empresas conocidas por la rivalidad que mantienen en esta materia. ¿Cuál tiene una aproximación más acertada?

Las dos disponen de una hoja de ruta bastante clara y están muy avanzadas, aunque su visión es un poco distinta. IBM quiere explotar la informática cuántica de una forma comercial, por tanto, tiene que lograr ser muy competitiva para vender esta tecnología como producto, mientras que Google, de momento, lo quiere explotar para la propia compañía, para hacer investigación, saber cómo funciona e incluso para publicar artículos científicos y avanzar desde el punto de vista académico. Es una visión diferente. Y, después, hay otras empresas que también se están poniendo al día como Amazon Web Services (AWS) y otras de origen europeo… Pero, reitero, el panorama está muy verde. No sabemos cuál va a ser la tecnología ganadora, tampoco cuáles serán las aplicaciones más claras y, dependiendo de la aplicación, puede que la plataforma en la que se construyan estos ordenadores cuánticos sea distinta. Por todo ello, es difícil apostar por alguna empresa en concreto y saber qué va a pasar a 10 años vista. 

 

Me sorprende que diga que no sabemos las aplicaciones que tendrá la informática cuántica. 

Bueno, sí conocemos las que habrá a largo plazo. De los ordenadores que se van a desarrollar en el futuro sí sabemos que habrá aplicaciones relacionadas, por un lado, con cómputos que tienen interés científico pero también con la criptografía, con el diseño de materiales, con el desarrollo de fármacos… Tal vez puedan resolver problemas de optimización, aunque esto no está totalmente claro, y también otros relacionados con la inteligencia artificial. Pero yo me refiero a proyectos que existen a corto plazo, a los que ya venden IBM o Google o los que hacemos en nuestro laboratorio y no sabemos muy bien para qué sirven. Sabemos que sí sirven para un pequeño problema académico, pero no tiene utilidad en la industria y lo que se busca son aplicaciones que tengan interés social o incluso científico antes de tener que esperar los 10 años mencionados.

 

 

"Sin el empujón de la industria, no podríamos construir los ordenadores cuánticos"

 

 

Teniendo claro que lo que existe ahora son prototipos, ¿quién se alzará con el primer ordenador cuántico de verdad?

Podrían ser las empresas americanas de las que hemos hablado, los centros de investigación chinos, que también están muy avanzados, y, dependiendo de la tecnología, podría ser Europa, si es que al final se adopta la que está tomando fuerza en este continente.

 

Europa, por cierto, está espabilando en el concepto de soberanía tecnológica... 

Sí, esto es muy importante. Tenemos experiencias desafortunadas por depender de otros países, así que es mejor unirnos internamente, aunque, por supuesto, con una mente abierta y espíritu de colaboración. Pero sí, tenemos que pensar que en Europa tenemos que desarrollar las tecnologías y no solo comprarlas a terceros países.

 

En España se anunció en 2021 que el primer ordenador cuántico —puntualizo, el primer prototipo de ordenador cuántico— estará listo en 2025. ¿Cómo ve el proyecto?

En general, estos prototipos son pequeños, albergan pocas unidades de información y, por otro lado, estos bits cuánticos no son perfectos, tienen errores, con lo cual no dan el resultado que tendrían que dar. Aun así, puede que sean potentes, es lo que se está investigando. Hay que conseguir que no tengan errores y lograr hacerlos más grandes sin fallos. Ahora mismo podríamos hacerlos de mayor tamaño, pero entonces tendrían más errores. Hay que jugar con estas bazas.

 

Son muchos los retos de la computación cuántica (desde aspectos técnicos a la propia falta de personal cualificado), ¿cuáles destacaría?

El primero es tecnológico. Hay que desarrollar una tecnología muy complicada, comparable a la Misión Apolo [que llevó al ser humano a la luna]. Por otro lado, hay desafíos en torno a estos prototipos; queremos saber si estos, a pesar de no funcionar aún muy bien y ser muy pequeños, nos pueden ayudar a algo. Este es el segundo desafío, aprender a qué nos pueden ayudar y que no tengamos que esperar 10 años. Y también hay desafíos grandes en torno a la formación. Tenemos experiencias del pasado en otros campos como el de la inteligencia artificial, donde no estábamos muy preparados y hoy en día escasean perfiles expertos en estas tecnologías, como científicos de datos, etc. En Alemania, por ejemplo, estamos trabajando para generar más perfiles de este tipo.

 

 

"El primer reto de la computación cuántica es tecnológico. Hay que desarrollar una tecnología muy complicada, comparable a la Misión Apolo"

 

 

Respecto a los beneficios a largo plazo que tendrán las aplicaciones de la informática cuántica y que apenas imaginamos, ¿cómo cree que podrán afectar a los distintos sectores? ¿Y cómo impactará en el día a día de los CIO, los directores de TI de las empresas? ¿Cómo deben prepararse éstos?

A largo plazo, probablemente, irán cambiando partes de las actuales tecnologías de información por tecnologías cuánticas, dado que serán más potentes para algunos cálculos. Como a corto plazo aún no se saben los beneficios para las distintas industrias, yo recomendaría a los CIO que estén muy pendientes y que si pueden tener acceso a alguno de estos prototipos vayan probando los casos de uso que vean necesarios por si pueden encontrar alguna ventaja en algunos de ellos.

 

Lo que sí sabemos que cambiará es la criptografía. En este ámbito de la seguridad sí emergen retos importantes… 

Los computadores cuánticos más avanzados podrían descifrar todos los mensajes que se envíen. El peligro no empezará cuando existan estos ordenadores en el futuro, sino que ya existe, dado que todos los mensajes que ahora estamos enviando se podrán descifrar en el futuro. Por este motivo, existen muchas iniciativas a escala mundial y en torno a estándares que persiguen sustituir nuestros métodos criptográficos y hacer que sean robustos con respecto a los ordenadores cuánticos. En Europa y España hay varias iniciativas. Esto sí se va a llevar a cabo mucho más rápido que la implantación de la computación cuántica. La comunicación cuántica (llamada post-quantum) tendrá una implantación mucho más veloz por la necesidad que tenemos de proteger nuestros datos a largo plazo.

 

¿Qué supondrá la combinación de la computación cuántica con otras tecnologías como 5G, cloud o la propia inteligencia artificial?

Sabemos que la computación cuántica no viene sola, sino junto a la comunicación cuántica; es decir, la física cuántica nos da nuevos modos de procesar información pero también de comunicar información. Esto, a largo plazo, hará que vayamos cambiando nuestros sistemas rutinarios de comunicación y computación por estos cuánticos lo que nos aportarán más seguridad, eficiencia y rapidez y, probablemente, nos permitirán resolver problemas que, de otra forma, no serían posibles. 

Quiero subrayar que con la adopción de la computación y la comunicación cuánticas estamos cambiando completamente la tecnología actual, basada en transistores, ondas electromagnéticas, láseres por fibras ópticas… Estas tecnologías usan leyes radicalmente distintas y tenemos experiencias de que cada vez que se ha hecho un cambio tan grande como el que se espera que sea este todas las aplicaciones más importantes están por descubrir. Pueden ser útiles para cosas que hoy no nos podemos ni imaginar.

Con respecto a la inteligencia artificial, tenemos la esperanza de que la computación cuántica acelere algunos procesos de aprendizaje de esta propia tecnología, pero hasta que no tengamos ordenadores cuánticos más potentes no podremos verificarlo.

 

La inteligencia artificial, en especial su versión ‘generativa’, se está convirtiendo en la gran protagonista de este año 2023. No hay día que no se publique una noticia en torno a este asunto… ¿Qué opina sobre su evolución?

La inteligencia artificial, como todas las nuevas tecnologías, pueden tener aspectos muy positivos, pero, en este caso, también trae ciertos peligros y parece que nos ha cogido con el pie cambiado. Cuando se desarrolla una tecnología, se implanta en la sociedad y esta se da cuenta de cómo tiene que ser regulada para que aporte el mayor beneficio; sin embargo, las tecnologías digitales han llegado sin que haya habido una regulación y sin que se hayan pensado bien todos los aspectos éticos que existen detrás de ellas. Los expertos deben trabajar en ello y decirnos cómo hay que regular estas tecnologías para que no nos afecten negativamente...

 

...y acabemos como en Terminator.

[Risas]. Bueno, hay que tener cuidado y no pensar en el futuro como si fueran las películas de ciencia ficción. También Nostradamus hizo predicciones apocalípticas para 2023, pero hay que analizar las cosas con calma y, desde luego, no espantarse enseguida.

 

Vive en Alemania desde hace muchos años. ¿Cómo ve el panorama de investigación español?

España partía de mucha desventaja y se fue poniendo al día hasta que llegaron las grandes crisis y ahí volvió a retrasarse otra vez. En comparación con otros países, España decidió en su momento no seguir apoyando la investigación, el desarrollo y la innovación, pero ahora se quiere recuperar y se está intentando, aunque es complicado. Me parecen muy bien las iniciativas que han tomado los gobiernos autonómicos y el estatal en cuanto a la computación cuántica para estar presente en esta tecnología y también respecto a la inteligencia artificial, pero hay que ver si son suficientes. Desde luego, ya es bueno que existan estas iniciativas.

 

 

"En Europa es muy difícil que surjan empresas como Google o Tesla"

 

 

¿Se trabaja por fin de forma más cercana entre la industria y el mundo académico?

En nuestro campo, sí. De hecho, lo que hizo Google, por ejemplo, es firmar alianzas y contratar a expertos que trabajaban en el mundo académico para desarrollar su ordenador cuántico. AWS también ha establecido contacto con universidades porque saben que es ahí donde está el conocimiento. IBM es puramente una industria, pero tiene un grupo de investigación tremendo, que está al nivel de muchas universidades. En China, donde se han realizado estos progresos es en la Academia de Ciencias del país y en otros centros universitarios. Lo que está pasando es que el mundo académico y la industria trabajan conjuntamente y también están emergiendo de los centros de investigación muchas startups que están ayudando, como una muy destacada de Estados Unidos, otra de nuestro Instituto, otra de París…  

 

¿A qué achaca esta desconexión entre el mundo académico y la empresa en Europa?

Un motivo es la regulación, que es muy distinta entre Europa y Estados Unidos. Aquí es muy difícil que surjan empresas como Google o Tesla. Por supuesto, tenemos otros beneficios, pero en esto tenemos unas desventajas enormes.

 

 





 



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