Hoy, en el Foro de Tecnologías del Futuro en Rusia, se mostró al presidente Vladimir Putin el estado actual del país en materia de computación cuántica, y podría estar más desarrollado de lo que muchos pensarían inicialmente. Rosatom, la Corporación Estatal de Energía Nuclear de Rusia que es el principal organismo gubernamental responsable de coordinar los esfuerzos nacionales relacionados con la innovación tecnológica, mostró lo que dice es una computadora cuántica basada en iones atrapados de 16 qubits. Y de acuerdo con el propio comunicado de prensa de Rosatom sobre el tema, ya han realizado cálculos útiles de simulación de moléculas. Se dice que el procesador ruso utiliza la misma tecnología de recocido cuántico que ha demostrado ser increíblemente útil para aplicaciones militares.
Hay bastante que digerir aquí, suponiendo que no tengamos otra situación «cuántica, pero no realmente» en nuestras manos, una que refleje el reciente intento de Irán de arrojar luz sobre sus capacidades de computación cuántica que, curiosamente, resultó contraproducente. (Quizás alguien en Irán debería haber leído nuestro artículo «¿Qué es la computación cuántica?»).
Desarrollada por el Instituto de Física Lebedev de la Academia Rusa de Ciencias (LPI) de Rusia y el Centro Cuántico Ruso, la computadora cuántica parece hacer uso de qubits de iones atrapados con fotónica integrada, un enfoque aprovechado por compañías de computación cuántica de primera línea como Quantinuum (el niño engendrado por la fusión de Honeywell y Cambridge Quantum) e IonQ para lograr una mayor escalabilidad del conteo de qubits y al mismo tiempo reducir el impacto del ruido. En la computación cuántica, el ruido se refiere a los cambios en el entorno de los qubits (como vibraciones, interferencias electromagnéticas, temperatura y otros) que destruyen las capacidades de procesamiento de los qubits al colapsar el entrelazamiento y el estado de los qubits (y como tal, la información que estaban procesando). también).
El impulso de Rosatom por los avances cuánticos de Rusia comenzó al menos el 7 de noviembre de 2019, cuando lanzó el programa de Rusia para el desarrollo de computación cuántica y soluciones algorítmicas. Solo un año después, Rusia anunció una inversión de alrededor de $ 790 millones en las capacidades de computación cuántica del país, cubriendo la financiación de la investigación cuántica durante los próximos cinco años. Más recientemente, en febrero de 2022, ROSATOM anunció la creación del Laboratorio Cuántico Nacional (NQL), cuyo objetivo es consolidar el conocimiento cuántico nacional dentro de un mismo techo, con equipos provenientes de varias entidades estatales y privadas de toda Rusia (y algunas contribuciones de especialistas extranjeros también).
Sin embargo, todo este trabajo y la demostración de computadora cuántica de hoy comenzaron mucho antes de 2019. Ilya Semerikov, investigador del Laboratorio de Óptica de Sistemas Cuánticos Complejos de LPI, explicó que el trabajo con iones atrapados comenzó en 2015. Los esfuerzos del equipo fueron reivindicados. cuando construyeron un reloj cuántico para GLONASS (el sistema geo-sat ruso que es equivalente a nuestro Sistema de Posicionamiento Global (GPS). Esa victoria llevó a Rosatom a incluir la tecnología de iones atrapados en su hoja de ruta de computación cuántica como una posible tecnología para explotar.
«Hubo una gran discusión sobre si incluir nuestra plataforma de iones en ella [Rosatom’s quantum plan]. Y estoy agradecido con Rosatom, que creyó en nosotros entonces”, enfatizó Ilya Semerikov. Según Rosatom, los científicos han estado viviendo en el laboratorio durante más de tres años hasta la entrega de hoy. “Nuestra computadora cuántica, que es importante, ya está haciendo cosas útiles: modelar moléculas y no hacer abstracción científica», dijo Ilya Semerikov.
Rosatom cita a Vladimir Putin en broma diciendo que «lo principal es que los participantes no se retiren» (traducción automática). Entonces, tal vez los científicos encerrados en sus laboratorios durante la mayor parte de los tres años no es algo inesperado.
Esos sacrificios aparentemente han valido la pena, al menos según el comunicado de prensa de Rosatom. Pero parece que la computadora cuántica exhibida en Rusia no está construida con la misma influencia que las Unidades de procesamiento cuántico (QPU) de IBM, que ya han alcanzado un recuento de 127 qubits, a pesar de estar en la clase de puerta cuántica y qubits superconductores. En cambio, parece que la computadora cuántica demostrada por Rosatom es del tipo de recocido cuántico. Estas computadoras cuánticas no ofrecen la misma flexibilidad o rendimiento general que sus contrapartes basadas en puertas, por lo que no descifrarán la ecuación de la «ventaja cuántica» en el corto plazo.
Pero… los sistemas de recocido cuántico como estos ya están dando resultados fuera del laboratorio, ya que son mucho más fáciles de escalar y están extremadamente enfocados en lo que intentan hacer: resolver problemas de optimización como el problema de 3854 variables de BMW, resuelto por QCI (Quantum Computing Inc.) en un sistema de recocido cuántico.
El recocido cuántico explota un principio físico bien conocido: los sistemas prefieren permanecer en su configuración de energía más baja posible. Afortunadamente, esto se relaciona perfectamente con los problemas de optimización que buscan encontrar la solución óptima entre un rango de soluciones posibles, como la mejor solución es esencialmente el que tiene el gasto de energía más bajo. Aquí, D-Wave muestra su tecnología de recocido cuántico para encontrar la mejor solución militar para defender Honolulu. El programa ejecutó 67 millones de posibilidades y excluyó otras sesenta y seis mil novecientas noventa y nueve, en apenas 13 segundos.
Las soluciones de optimización son la fruta al alcance de la mano de la tecnología cuántica, pero también son muy valiosas: no hay empresa, estado o ejército que diga que no a la posibilidad de optimizar la asignación de recursos, el diseño del producto, la logística y… Bueno , cualquier cosa que se ofrezca a un número de posibles soluciones. Y debido a la cantidad de variables, a una supercomputadora estándar lineal le tomaría una cantidad de tiempo poco práctica para examinarlas todas.
Quizás no sea una coincidencia que la computadora cuántica exhibida en Rusia (a pesar de que solo posee 16 qubits) sea del tipo de recocido cuántico. No es solo la fruta más baja (incluso si el árbol cuántico es demasiado alto); también es el que puede brindar el cambio más rápido en la optimización de soluciones que tienen un impacto especial en el campo de batalla. Teniendo en cuenta la duración, el horror y el costo de la guerra entre Rusia y Ucrania (que no tiene un final a la vista), Rusia prioriza las optimizaciones no parece tan exagerado. ¿Lo hace?