«Imagina que Google consigue el ordenador cuántico. ¿Dejarías en sus manos tanto poder?»

«Imagina que una empresa como Google, o IBM, consigue el ordenador cuántico. ¿Dejarías en sus manos tanto poder?», me dice Ignacio Cirac desde Alemania, donde reside e investiga, ocupado en dar con el ordenador cuántico a ser posible antes que el resto de países y empresas en la misma liga. El Vellocino de oro de esta era tecnologizada dará poder y gloria al que llegue primero

Entrevisto a Ignacio Cirac, director de la División Teórica del Instituto Max-Planck de Óptica Cuántica en Garching, Alemania, vía chat, con la pandemia a sus anchas aún confinando humanos. Así que es inevitable preguntarle qué han hecho en Alemania para que les haya ido mejor en la batalla contra el coronavirus y, permítanme la ingenuidad, si un ordenador cuántico, con sus superpoderes, acabará con pandemias futuras y pronosticará todos los males por venir.

En octubre del año pasado se anunció que Google había conseguido la supremacía cuántica. ¿Esto es gordo?

Lo primer decir que es un paso muy importante en el campo de la computación cuántica. No es definitivo, pero sí importante. Sabemos que si conseguimos un ordenador cuántico será mucho más eficiente que los ordenadores que tenemos hoy en día. Se han ido consiguiendo prototipos muy pequeños en los últimos 20 años, pero tan pequeños que no resultaban más rápidos que un superordenador de los clásicos. Pero Google ha logrado por primera vez construir uno lo suficientemente grande. Lo ha probado con un problema concreto, y lo ha resuelto de un modo más eficiente que cualquier ordenador de los actuales. Ha sido la primera vez que se ha resuelto algo con este tipo de equipos más rápidamente que con los superordenadores con los que ya contamos.

¿Y qué ha resuelto? Dime que ha sido el destino de la humanidad.

(Sonríe) El problema que planteó Google es académico, no tiene ninguna aplicación. Ha sido una demostración. De momento no sabemos si hay problemas útiles que se puedan resolver utilizando un equipo como el creado por Google. Ni siquiera sabemos plantear qué problemas podrá resolver. Pero sabemos que funciona, y que podrá hacer cosas extraordinarias.

¿Cuánto mejores serán los ordenadores cuánticos respecto a un ordenador superpotente de los que ya existen?

Podemos valorarlo en función de cuánto tarda uno y otro en resolver un problema. El problema que planteo Google, el cuántico tardó 100 segundos en resolverlo, y con el más potente actual se tarda dos o tres días.

¿Solo dos o tres días? Pensé que eran diez mil años de diferencia…

En el artículo original de Google pensaron una forma de resolverlo que requería 10.000 años. Pero después de la demostración, otros investigadores consiguieron resolverlo en dos o tres días con ordenadores clásicos.

Aunque te parezca poco, la diferencia de resolver un problema en segundos a hacerlo en días es muy importante. Y lo más importante es que si pueden construir uno un poquito mayor, tendrán una máquina impresionante… El de ahora tiene 53 bits cuánticos, si llega a tener 60, en lugar de tardar dos días, tardarías 100 años en resolver el problema que el cuántico resolvería en segundos.

¿El ordenador cuántico será la primera aplicación de la física cuántica?

Nosotros utilizamos y explotamos las leyes de la física cuántica. Es una teoría que describe nuestro mundo, lo que nos rodea. Es muy precisa y la conocemos muy bien. Sus efectos más extraordinarios aparecen cuando miramos en el mundo microscópico. Algunas de estas leyes al principio llamaron más la atención de los filósofos que de los físicos, porque nos dicen que en ese mundo tan pequeño que no vemos ocurren cosas muy raras. Lo que hace el ordenador cuántico es usar esas cosas tan raras, y explotarlas, para hacer cosas que no se pueden hacer en nuestro mundo macroscópico, en particular, procesar la información de manera más eficiente de lo que lo hacen los ordenadores clásicos.

¿Qué leyes del mundo subatómico aprovecháis?

Lo que ocurre en nuestro mundo es que los objetos tienen las propiedades definidas y aunque no lo observemos, las mantienen. Un bit, es un sistema físico que tiene dos opciones, 0 y 1. Un interruptor podría ser un bit. Si está para abajo es un 0 y si está para arriba es un 1. Estamos acostumbrados a que si lo pongo en 0 y no miro, sigue estando en 0, a no ser que alguien lo cambie, su estado siempre está definido. Pero en el mundo cuántico las propiedades de los objetos no tienen por qué estar definidas. Es decir, cuando no miramos ese interruptor microscópico no está definido si está en 0 o en 1. No es que no lo sepamos, no es que no podamos calcularlo, es que no está definido.

Si uno lo piensa, no pasa nada, porque la física cuántica dice que cuando lo miremos va a estar definido, en 0 o en 1, así que no hay contradicción. Lo que pasa es que cuando no miramos va a estar haciendo otras cosas que no son posibles en el mundo clásico.

¿Utilizáis esa indefinición para procesar datos?

Los ordenadores cuánticos funcionan con estos bit cuánticos, cúbit​​s, interruptores, que no tienen propiedades definidas. Pueden estar en 0 y 1 a la vez. Es como si tuviéramos mundos en paralelo y estos bits en un mundo están en 0, en otro en 1, en otro en 00 etc. Todas esas combinaciones se dan al mismo tiempo. Y eso da muchísimas más posibilidades a la hora de procesar información.

Con los ordenadores cuánticos manejamos estos mundos, hacemos que aparezcan, desaparezcan, interfieran… Y eso nos da posibilidades que no tenemos si solo podemos estar en 0 y en 1. Este fenómeno es el que explotamos para resolver problemas de un modo más eficiente.

¿Lo usáis sin comprenderlos?

Los comprendemos muy bien, desde hace mucho tiempo. Es una propiedad de la naturaleza que hay que aceptar así. Si te pregunto: ¿Tú entiendes por que las cosas se caen? Seguramente no lo entiendas. Lo ves, y lo aceptas. Lo mismo pasa con las propiedades de la física cuántica. ¿Tú entiendes por qué sus propiedades no están definidas? No hay que entenderlo, hay que vivir con ello y utilizarlo, y es lo máximo que podemos hacer con otras leyes físicas, y esta está a la altura de cualquier otra ley de la física.

¿Compartís territorio con los científicos que estudian de qué estamos hechos?

Sí. De hecho nuestra área de investigación entronca en varios sentidos con la gente que estudia las partículas de las que estamos hechos, las más pequeñas que nos componen, las que se llamaban en la ciencia clásica átomos. Como son tan pequeñas, cumplen las leyes de la física cuántica, así que todos los que las estudian tienen que usar la física cuántica y los mismos principios que nosotros.

¿Y con los que estudian universos paralelos, o el Big Bang?

Ellos están interesados en energías muy altas, nosotros no tan altas, pero estamos en el mismo mundo.  Contamos con la física cuántica, y con la Teoría de la Relatividad General. Una explica las cosas pequeñas, y otra las galaxias, el universo, las cosas grandes. Y resulta que son incompatibles. No hay una teoría que sirva para explicar ambos mundos. Pero la computación cuántica tiene conexión con teorías que buscan cómo unir las dos. Por ejemplo, si queremos saber qué pasa dentro de un agujero negro, para explicarlo, ambas teorías tienen que funcionar de forma conjunta, y la computación cuántica está haciendo propuestas para que pueda ser así. Así que a menudo vamos a conferencias científicos que buscan el origen del universo y los que desarrollamos ordenadores cuánticos.

¿Qué puede hacer un ordenador cuántico para ayudar en una pandemia o ante los grandes problemas de la humanidad?

Con un ordenador cuántico lo que sabemos es resolver problemas en los que hay una aceleración. Y los hay de dos tipos: aceleración exponencial, que con un ordenador clásico tardarías toda la edad del universo en resolver, y no lo conseguirías nunca, y con un ordenador cuántico lo resolverías en segundos. Y los segundos son los problemas polinómicos, para los que habría una diferencia menos marcada en el uso de un ordenador u otro.  Ese segundo tipo de problema es el que está relacionado con temas de clima o las pandemias de las que hablas. Son problemas con una serie de ecuaciones. El ordenador cuántico podría ayudar, pero no tanto.

Dentro del primer tipo entra el desarrollo de fármacos, porque hay que estudiar reacciones químicas que se suceden de un modo exponencial. Y aquí sí que el cuántico tiene una ventaja enorme. Podría ayudar a resolver de manera indirecta algunos dilemas, y ayudar a solucionar problemas que puedan aparecer en otros ámbitos. Pero de ahí a que un ordenador cuántico lo resolvería todo, va un universo.

«Todo esto está lleno de preguntas, y el que diga que sabe todas las respuestas es que no está informado»

¿Podría modelar el mundo? Si fuera así, ¿podría anticiparse a pandemias u otras catástrofes?

No podría modelar todo un planeta.  Podrá resolver modelos complejos, pero tendrá límites. Aún no nos hemos puesto a pensar qué modelos son los que queremos resolver con los ordenadores cuánticos. Podría pasar que no tuviera mucha más ventaja que un superordenador. O que alguien se de cuenta de que los grandes problemas son del tipo 1, exponenciales, y si fuera así, con los cuánticos podríamos llegar muy lejos. Todo esto está lleno de preguntas, y el que diga que sabe todas las respuestas es que no está informado.

«Al mismo tiempo que los desarrollamos se están buscando métodos para encriptar mensajes de tal manera que los ordenadores cuánticos no los puedan desencriptar»

Sus grandes valores en principio hablan de encriptación de mensajes. Esto, según las pelis, sirve para la guerra y los espías, ¿no?

Cuando hay una tecnología nueva, se puede usar para el bien y para el mal. Esa no es responsabilidad de los científicos, sino de los políticos, los que hagan las leyes. Una de las aplicaciones más conocidas es que son capaces de descifrar mensajes secretos y, por supuesto, cualquier clave de seguridad que quieras poner en tus sistemas informáticos. Si cae en malas manos, tendría una repercusión muy grande. Así que al mismo tiempo que los desarrollamos se están buscando métodos para encriptar mensajes de tal manera que los ordenadores cuánticos no los puedan desencriptar.

¿Qué es lo peor si cae en manos de los malos?

Hay problemas que surgirán y quizá aún no nos hemos dado cuenta. Imagínate que una empresa como Google o IBM hace un prototipo muy potente. Esta compañía no solo sería capaz de descifrar los mensajes secretos de todo el mundo, cualquier clave de seguridad en segundos. Además, sería capaz de hacer todos los fármacos. Podría tener las patentes de todos los productos químicos que se diseñen en el futuro. Los haría todos. ¿Tú quieres dejar en manos de una compañía privada, que pueden ser chinos, o norteamericanos, o lo que sea, toda esa responsabilidad? Esto se debe hablar en la sociedad, debe plantearse en los gobiernos. Pensamos que en los próximos 10 años no los vamos a tener, pero cuando estén, hay que estar preparado.

¿Tener el control de los datos definirá las nuevas superpotencias mundiales?

Si alguien tiene todos los datos, tiene poder para todo. Tiene la posibilidad de sacar vacunas, productos, vender… Lo mismo ocurre con el ordenador cuántico. Si alguien tiene un ordenador cuántico le das mucho poder. Hace falta cuidarnos de que no caiga en malas manos.

Y si cae en manos de los buenos…

Podemos usarlo de un modo constructivo: diseño de materiales, fármacos, procesamiento de data… Y esto va a tener beneficios para la sociedad, la industria… Son aplicaciones evidentes, y también creemos que hay muchas aplicaciones que no son evidentes ahora pero que sí lo serán cuando tengamos el ordenador cuántico.

Si te vas 50 años atrás, teníamos ordenadores que ocupaban edificios y no podías ponerlos sobre tu mesa, así que no tenía sentido hablar de ordenadores personales. Pero se ha visto que se pueden usar para cosas que entonces eran impensables. Y como ocurre con cualquier tecnología, las aplicaciones más importantes están por llegar.

¿Cómo has vivido esta pandemia en Alemania? ¿Cómo lo has visto en contraste con España?

Yo vivo en Alemania desde hace 20 años. Me gusta hablar de este tema porque me parece importante para un país como España compararse con otros países y ver cómo hay cosas en los últimos 20 años que se han hecho en unos casos muy bien y en otros no. Te puedes comparar con otros países y ver cuándo no lo has hecho bien. Lo que se puede comparar es la conexión que ha habido entre los políticos, los científicos y la gente que conocía el tema. A mí me da la sensación de que Alemania estaba mucho más preparada que España. Y eso no es una cuestión solo del Gobierno, también es social.

¿Por qué social?

En Alemania existe una valoración social muy grande de los científicos. Saben que buena parte de la economía del futuro y de sus hijos, depende de la ciencia de hoy, de la investigación y el desarrollo, y de la educación. Son tres pilares básicos de la sociedad en Alemania desde hace mucho tiempo, y en España este trío se valora, pero no tiene la prioridad que tiene aquí.

En Alemania existen institutos de investigación que trabajan conjuntamente con los políticos. Hay una academia de ciencias alemanas relevante. Yo, como miembro de esa academia, he tenido que explicar al gobierno alemán en qué consisten los ordenadores cuánticos para que decidan si hay que invertir en ellos, si son el futuro o no.

¿Y respecto a la pandemia? ¿Qué es lo que ellos han hecho bien?

En Alemania había planes para una pandemia antes de que se produjera. Cuando empezó todo, los políticos se pusieron en contacto con los científicos y eso ha hecho que no haya sido tan grave. Desde el principio se valoró mucho hacer test, había que conseguirlos a toda costa… Era algo avalado por los científicos. Yo puedo darte mi opinión, pero lo interesante es que hablen de ello los que saben. Y esos son los que tienen que estar en contacto con los gobiernos. Esto nos puede servir no solo para la pandemia, también para los ordenadores cuánticos, para la Inteligencia Artificial, para todo.

En Alemania van a apostar por el futuro. Las telecomunicaciones, el 5G, el 6G, la computación cuántica, el hidrógeno…

También tienen más dinero

Hace unas semanas en Alemania salía un paquete de medias, millones de euros, en respuesta a la pandemia. En primer lugar para cuidar a los más débiles, pero hay un paquete de 50 mil millones de euros para el futuro. Ahora es el momento en el que en lugar de ahorrar, vamos a apostar por el futuro. Las telecomunicaciones, el 5G, el 6G, la computación cuántica, el hidrógeno… Y esa diferencia es muy grande respecto a España.

En Alemania se escucha a los científicos, y eso tiene repercusiones. Esto tiene que ver con el Gobierno y con el ambiente en el país en cuanto a cómo se considera a los científicos. Mi experiencia en España es que se escucha a políticos de todos los signo hablar de la importante de la ciencia. Pero cuando hay que tomar decisiones, lo primero que se llevan por delante es la ciencia. Lo más importante es un Pacto de Estado, como en Alemania en los últimos 15 años, en el que todo el mundo se ha puesto de acuerdo, como en educación, y no se discute. Hay que pedir que las cosas salgan adelante.