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La primera supercomputadora cuántica del sur de Europa se ubicará en Barcelona

© Foto : Pixabay / geraltFísica cuántica (imagen referencial)
Física cuántica (imagen referencial) - Sputnik Mundo, 1920, 29.10.2021
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Varios organismos y centros públicos están implicados en el proyecto Quantum Spain que, financiado con los fondos europeos de recuperación, se propone fabricar e instalar en España un superordenador cuántico de 20 cúbits en 2025 y otros de potencia menor para finales de 2022. La iniciativa creará nuevas capacidades para la industria y la economía.
El primer ordenador cuántico de fabricación española podría estar operativo a finales de 2022. El proyecto Quantum Spain, auspiciado por la Secretaría de Estado de Digitalización e Inteligencia Artificial (SEDIA) y dotado con 60 millones de euros, prevé desarrollar el primer ecosistema de computación cuántica en el país.
A tal fin el Consejo de Ministros aprobó el 26 de julio una primera partida de 22 millones a ejecutar en 2021. El proyecto integra 25 centros de investigación de 14 comunidades autónomas españolas, entre los que se cuentan el Centro Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), el Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO), el Donostia International Physics Center (DIPC), varias universidades y el Barcelona Supercomputing Center‒Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS), encargado de la coordinación del proyecto. El físico cuántico José Ignacio Latorre, a la sazón director del grupo Quantic en el BSC-CNS, ejercerá de líder. "Se inicia el camino para crear un ecosistema cuántico. Sus beneficios serán obvios en el futuro", declara a Sputnik.
Como explican en la SEDIA, se pretende crear "un ecosistema de computación cuántica para la Inteligencia Artificial basado en un modelo de cooperación público-privada" con el que hacer de España "el nodo cuántico del sur de Europa". "Quantum Spain se alinea con la estrategia europea", añade Latorre, "y permitirá que España sea líder activo, no actor pasivo, del futuro que estamos creando".
La inversión total en Quantum Spain para los próximos tres años asciende a 60 millones de euros, provenientes de los fondos de recuperación de la UE y canalizados por la Red Española de Supercomputación (RES), a la que se adscriben todos los centros implicados.

Un proceso complejo

Empresas y organismos públicos podrán acceder al uso del nuevo supercomputador cuántico, no solo se accederá a él desde el ámbito investigador para desarrollar inteligencia artificial. Se creará un servicio de acceso remoto en la nube al procesador y se desarrollarán librerías de algoritmos cuánticos útiles (Quantum Machine Learning) para abordar problemas reales en campos como la química cuántica, las finanzas, la optimización de procesos de la cadena productiva, criptografía y otras cuestiones.
"El proceso de construir un ordenador cuántico es complejo", admite Latorre, que señala la necesidad de "adecuar" instalaciones como la del aire acondicionado, la refrigeración del agua y la instalación eléctrica. "No es una tarea sencilla ni de poca gente, implica a decenas de personas y a diversos grupos, entidades y empresas. Es un esfuerzo colectivo que debe estar bien engrasado", añade, detallando un proceso complicado.
"Hay que instalar equipamientos avanzados: el refrigerador de dilución y la electrónica rápida. Los chips se diseñan en grupos dedicados a ellos y se imprimen en una sala blanca que debe estar equipada con electron beam lithography [litografía por haz de electrones], mask aligner [alineador de máscara] y evaporator [evaporadora]. El ordenador debe entonces integrar los chips en los refrigeradores y ser operado. Además debe crearse el software intermedio (middleware) y el acceso remoto", explica.

Un uso amplio y descentralizado

Los primeros ordenadores cuánticos, de uno y dos cúbits de capacidad, es de esperar que estén listos en el cuarto trimestre de 2022. Hacia finales de 2024 está previsto tener ordenadores cuánticos de cinco cúbits y también la plataforma de acceso remoto a los chips cuánticos. La aparición de computadoras con 20 cúbits operativos podría llegar un año después. Barcelona albergará la supercomputadora. "Estará en el BSC", confirma Latorre.
Cuando se habla de ecosistema cuántico se tiene en cuenta su eficacia y alcance. Por esta razón el diseño del proyecto Quantum Spain es de naturaleza descentralizada, llegará a todo el territorio nacional, de ahí la participación de 25 centros de investigación repartidos por 14 comunidades autónomas. Este reparto impactará positivamente en el conjunto de la economía española y obrará la creación de empleo de calidad, así como la retención de cerebros en el país, confían en la SEDIA.

Una tecnología que lo cambiará todo

Los problemas y tareas que necesitan miles de horas para su resolución, podrán resolverse en cuestión de minutos, al igual que problemas que hasta ahora se creían irresolubles. Tal es la característica más llamativa de este tipo de computación. Se abren nuevas posibilidades para la industria y la sociedad. Quien cuente con tecnologías cuánticas de computación, tendrá ventaja.
A ejemplos prácticos, el desarrollo de fármacos y vacunas se efectuará con mayor rapidez, los modelos climáticos se perfeccionarán, y también los sistemas de logística y transporte. Según datos de la consultora Boston Consulting Group, en 2020 ya se invirtieron unos 675 millones de dólares en informática cuántica, la mayor parte en el desarrollo de hardware. Las estimaciones para 2021 superan los 800 millones. Compañías como IBM, Intel, Google o Microsoft destacan por sus inversiones en este sector, donde compañías especializadas en computación cuántica ya cotizan en bolsa, como la también estadounidense IonQ, valorada ya en 2.000 millones de dólares.
Para comprender qué implica el uso de un ordenador cuántico es necesario hacer una reflexión previa sobre el significado de la computación en sí y sus bases. "Un ordenador cuántico usa una lógica diferente, dado que aprovecha las leyes de la mecánica cuántica, sus principios básicos son diferentes a los del cómputo tradicional", subraya Latorre, que señala su superioridad:
"Esta lógica cuántica permite atacar ciertos problemas específicos de forma muy potente. Es capaz de factorizar un gran número, y así poner en peligro todas nuestras comunicaciones. También se asocia con la inteligencia artificial de varias formas diferentes. Tendrá aplicaciones en química cuántica y en finanzas".
José Ignacio Latorre
Director de Quantum Spain
Las capacidades inauditas de la tecnología cuántica y la inteligencia artificial que auspicia podrán necesitar en el futuro de un marco jurídico que marque su control y potencial. José Ignacio Latorre se muestra partidario de legislar al respecto. "De hecho, se está avanzando enormemente en armonizar las leyes europeas sobre la inteligencia artificial. La misma SEDIA está al frente de este desarrollo legal", concluye.
Computadora cuántica (imagen ilustrativa) - Sputnik Mundo, 1920, 27.10.2021
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