¿Las computadoras cuánticas solo existen en los laboratorios? De ninguna manera: una startup china vende modelos de escritorio

Normalmente, las computadoras cuánticas son máquinas grandes y costosas. Tal espécimen se encuentra en el laboratorio de la empresa SpinQ de Shenzhen. Un tubo enorme cuelga de un marco de metal sólido del tamaño de dos cabinas telefónicas, y los chips de computadora están ubicados en la parte inferior de este tubo, invisibles desde el exterior. Exactamente cuántos es el secreto comercial de SpinQ.

El tubo cuesta alrededor de medio millón de dólares estadounidenses. Es una especie de arcón congelador, técnicamente un criostato de mezcla. Enfría el interior a una temperatura inimaginablemente baja de menos 273 grados centígrados. En rigor, a 14 milikelvin, la unidad habitual para temperaturas tan bajas. Esto todavía es un poco más frío que la temperatura promedio del universo.

Tiene que hacer ese frío para que funcionen los chips de computadora en el tubo. Son chips hechos de los llamados materiales superconductores, hechos de aluminio, titanio y niobio. «Estos son los materiales más utilizados en superconductores Computación cuántica», dice Feng Guanru, cofundador de la startup SpinQ.

La empresa de la metrópolis tecnológica del sur de China, Shenzhen, se ha hecho un nombre en la escena mundial de la computación cuántica. Porque SpinQ no solo construye potentes ordenadores cuánticos para clientes corporativos como el banco HSBC, sino que también es prácticamente el único proveedor de dispositivos más prácticos, principalmente para universidades y escuelas.

Un experto de Zurich usa una computadora SpinQ

«Hasta donde yo sé, SpinQ es la única empresa que fabrica computadoras cuánticas portátiles y de escritorio totalmente programables», dice Tamás Varga, un experto en computación cuántica de Männedorf, cerca de Zúrich. Con su empresa Papafut Quantum GmbH, Varga organiza cursos de introducción para programadores en la disciplina, en los que utiliza una computadora SpinQ.

De acuerdo a Resumen en el sitio web de Varga q-edu-lab.com aparte de SpinQ, solo hay otro proveedor de computadoras cuánticas más prácticas en el mundo que también empresa china ciqtek. Sin embargo, sus dispositivos son más adecuados para experimentos de físicos que para personas de TI porque no son completamente programables, escribe Varga a pedido.

La computación cuántica es una tecnología prometedora. En teoría, una computadora cuántica puede resolver ciertos problemas complejos mucho más rápido que una computadora convencional. Esto es posible porque no funciona con los estados binarios 0 y 1, sino con superposiciones de estos estados. Solo los átomos, las partículas de luz u otros objetos cuánticos pueden asumir tales estados. Gracias a su ventaja de velocidad, las computadoras cuánticas podrían algún día, por ejemplo, usar la tecnología de encriptación que es común hoy en día. hacer obsoleto.

SpinQ lanzó su tercera y más pequeña computadora cuántica en el mercado el año pasado. Se llama Gemini Mini y parece una impresora de escritorio estándar con una gran pantalla táctil plegable en el lateral.

El Gemini Mini todavía pesa 14 kilogramos

Pero solo tienes que intentar levantar el Gemini Mini e inmediatamente te das cuenta de que estás ante un aparato diferente: Pesa 14 kilogramos. Eso todavía es muy poco para una computadora cuántica. Los modelos más grandes Gemini y Triangulum, que parecen torres de computadora un poco más grandes, pesan 55 y 44 kilogramos respectivamente.

La razón principal del peso son los imanes masivos que forman el núcleo de la computadora. Generan un fuerte campo magnético, como en un escáner de resonancia magnética. El proceso se llama resonancia magnética nuclear. Es una de las varias formas en que se pueden realizar los bits cuánticos (qubits para abreviar) de una computadora cuántica. Otra posibilidad son los qubits superconductores, como los que utiliza SpinQ para sus clientes industriales.

Según SpinQ, eligió la resonancia magnética nuclear para sus computadoras cuánticas de escritorio porque los avances tecnológicos hicieron que los imanes fueran cada vez más livianos y baratos. Lo barato es relativo: según SpinQ, la primera computadora Gemini, que se presentó hace tres años, costó inicialmente «menos de 50.000 dólares estadounidenses». Tiene una capacidad muy limitada de 2 qubits: el récord actual lo tiene el 433 qubits de una computadora de IBM.

Tamás Varga del cantón de Zúrich posee el modelo sucesor Gemini II, cuya capacidad también incluye 2 qubits, con los que solo se pueden mostrar 4 estados simultáneamente. Sí, en este sentido Gemini es una «computadora cuántica de juguete», escribe Varga en respuesta a una pregunta correspondiente. Pero hay una diferencia crucial: mientras que las computadoras digitales llevan a cabo tales experimentos simular podría, las computadoras cuánticas de SpinQ en realidad podrían hacer estos experimentos físicamente ejecutar.

Un experimento cuántico en el SpinQ Gemini Mini

Tal experimento es demostrado por Feng Guanru de SpinQ en la computadora más pequeña, la Gemini Mini. Feng toca el menú usando la pantalla táctil. Hay botones para varios cursos introductorios, y en el medio el campo más grande para «Computación cuántica real». Feng lo elige.

En la pantalla aparecen dos líneas paralelas, una para cada qubit posible. Feng selecciona lo que se conoce como puerta cuántica, es decir, una operación aritmética que la computadora debe realizar en un qubit. Elige la puerta H, que lleva el nombre del matemático francés Jacques Hadamard, y la asigna al primer qubit.

El experimento demuestra uno de los principios de la computación cuántica, llamado superposición. Un qubit asume varios estados al mismo tiempo. «Así que cero y uno existirán al mismo tiempo en este qubit», explica Feng. Luego presiona «Ejecutar» y un poco más tarde la computadora muestra la frecuencia de los estados superpuestos en forma de gráfico de barras.

La empresa se muestra reacia a comunicar cuánto cuestan las computadoras de escritorio SpinQ. Aparentemente, los clientes ciertamente pueden negociar el precio. Los minoristas en línea tienen el modelo más barato, el Gemini Mini, por el equivalente a unos 8.000 francos suizos.

Según SpinQ, la mayoría de los compradores provienen de China. También hay primeros propietarios en Alemania, Francia, EE. UU. y los Emiratos Árabes Unidos. Tus publicaciones Linkedin o Twitter, están tan contentos como orgullosos.

Tamás Varga, del cantón de Zúrich, considera que la computadora SpinQ es un «logro de ingeniería notable». Son el primer hito en el camino hacia las computadoras cuánticas para uso personal. Esto le recuerda a Varga sus inicios en la programación cuando tenía 13 años. Él dice: «Para mí se siente un poco como cuando compré mi primera computadora, una Commodore 64».