El anuncio, hace dos años, de que IBM iba a instalar un ordenador cuántico en Donostia fue una noticia de calado, pero la expectación generada era en aquel momento inversamente proporcional al conocimiento medio sobre la física cuántica, que es la parte de la física que estudia las partículas atómicas y subatómicas y, por supuesto, de la mecánica y de la computación cuántica.

Una cosa es haber oído hablar del gato de Schrödinger –¿estará vivo o estará muerto?–, y otra cosa conocer las implicaciones que va a tener un proyecto computacional del que pocos pueden alardear a nivel global. Teniendo en cuenta, además, que tal como se indicó en marzo el ordenador que finalmente se emplazará en el nuevo edificio de Ikerbasque de la capital guipuzcoana será un Quantum System Two, el más avanzado de la multinacional y el primero en llegar a Europa. Cuando se instale solo habrá dos en todo el mundo; este y el de Japón.

En esta tesitura, Ikerbasque (Fundación Vasca para la Ciencia) ha organizado estos días una expedición con periodistas para ver y conocer de primera mano no solo un ordenador del mismo nivel del que tendremos en otoño en nuestro país, sino también su inmediato antecesor, el Quantum System One, así como el ecosistema tecnológico e intelectual en el que ambos se han desarrollado. Y puede decirse, en este sentido, que durante muchos momentos nos hemos sentido como cuando Alicia, empujada por Lewis Carroll, atravesó el espejo hacia el País de las Maravillas. De prodigios tecnológicos en nuestro caso.

La computación cuántica tiene muchas diferencias con la tradicional. Por un lado, se basa en los principios de la superposición de la materia y el entrelazamiento cuántico para desarrollar una computación distinta a la que estamos acostumbrados. Para ello, utiliza como unidad básica de información el qubit –puede ser un átomo o una partícula subatómica, en este caso es el spin de un electrón– en lugar del bit convencional, y a diferencia de este, que solo puede adoptar un valor al mismo tiempo, (uno o cero), admite la superposición coherente de unos y ceros. Un qubit pueda ser cero y uno a la vez, y además en distinta proporción. El abanico que se abre, por tanto, es enorme.

Las aplicaciones de la computación cuántica son innumerables, y lo son en sentido literal, porque aún estamos en una etapa incipiente de esta tecnología, casi puede decirse que tanteando el terreno. Aunque hay ámbitos de incidencia que se mencionan de carrerilla, como el diseño de materiales, moléculas y medicamentos, el estudio del clima, la ciberseguridad, la logística y el transporte, la Inteligencia Artificial (AI) y el Machine Learning, la automoción, el sector aeronáutico y aeroespacial y las telecomunicaciones, entre otros.

Respecto a la IA, por ejemplo, hay que tener en cuenta que mientras la computación clásica le proporciona un número limitado de combinaciones posibles para operar –recordemos que los bits solo pueden adoptar un valor al mismo tiempo–, la computación cuántica, gracias a la superposición, que permite que los qubits existan en múltiples estados al mismo tiempo, le ofrece una gama de combinaciones exponencialmente mayor.

«Estamos explorando el mapa»

Algunas de las particularidades de este sistema de computación fueron expuestas el martes en el Rensselaer Polytechnic Institute (RPI), la universidad tecnológica de habla inglesa más antigua y una referencia para la ciencia, la ingeniería y la innovación estadounidense, donde lo más llamativo no fue que el emplazamiento de un tesoro tecnológico como es el Quantum System One fuera una capilla de estilo gótico, sino la sincera pasión con la que los responsables e investigadores del centro hablaban del ordenador que fue instalado allí el año pasado.

El reto logístico que implica la instalación de una herramienta así fue desgranado por parte del staff de la institución académica, entre los que se hallaban John Kolb, vicepresdidente, y Jeff Miner, que fue el proyect manager cuando instalaron el ordenador, aunque ya se está retirado, que detallaron las condiciones en las que se mantiene el ordenador –­por ejemplo, el chip debe permanecer a 15 milikelvin de temperatura, es decir, frisando el cero absoluto, la temperatura teórica más baja posible, equivalente a -273,15 grados Celsius–, que permanece en un cubículo sellado, pues es muy sensible a las vibraciones, a las partículas externas o incluso el campo magnético terrestre.

Esto no implica sin embargo que el ordenador esté allí a beneficio de inventario. Al contrario, el Quantum System One está a disposición del alumnado de un centro donde su llegada supuso una pequeña revolución. No solo en su seno, ya que, el 80% de las preguntas de los y las jóvenes entrevistados para su eventual ingreso en la universidad ha tenido que ver este año con el ordenador, igual que un porcentaje significativo de las nuevas matrículas.

Jeff Miner, proyect manager: «Llevo toda la vida en la computación y este está siendo quizás el principal reto, es como cuando un bebé da sus primeros pasos»

Este acceso más o menos generalizado le da también un carácter colectivo al principal desafío que acarrea la computadora cuántica, que no es otra cosa que aprender a trabajar e interactuar con ella. Tal como explicaba Jeff, «llevo toda la vida en la computación, y este está siendo quizá el principal reto. Es como cuando un bebé da sus primeros pasos».

«Estamos explorando el mapa», corroboró Osama, uno de los investigadores que mejor conoce al nuevo inquilino del campus.

Mikel Díez Parra, ingeniero bilbaino y responsable de IBM Quantum en el Estado español y Portugal, que ha acompañado a la delegación vasca durante estos días, explicando con infinita paciencia los aspectos más técnicos y los principales hitos fijados por la multinacional, destacó, para exponer el camino que se le abre a quienes trabajan con la computación cuántica, una expresión habitual en EEUU que hace mención al viaje a la Luna, en el sentido de que primero se fija el objetivo –hace seis décadas fue llegar a nuestro satélite natural– y luego se aborda cómo alcanzarlo, sorteando los posibles obstáculos a medida que se avanza y aprendiendo sobre el camino.

Así esperan, por ejemplo, ofrecer hardware más potente que cualquier sistema de silicio clásico antes de finales de la década, según la hoja de ruta que acaba de ser actualizada, y construir la «primera computadora cuántica a gran escala y tolerante a fallas del mundo, preparando el escenario para la computación cuántica práctica y escalable», según ha difundido la propia IBM esta misma semana.

Para 2029, la multinacional tecnológica pretende tener en funcionamiento Starling, una nueva computadora cuántica a gran escala que se espera que realice 20.000 veces más operaciones que las computadoras cuánticas actuales.

Ecosistema cuántico vasco

Su construcción se llevará a cabo en la planta de IBM en Poughkeepsie, que permanece celosamente protegida de miradas ajenas aunque pudo ser visitada ese mismo martes por el viceconsejero de Ciencia e Innovación Adolfo Morais, y el gerente de Ikerbasque, Miguel Ángel Arocena, que han encabezado la expedición vasca.

El propio Morais explicó a los y las periodistas al día siguiente que aunque en estas fechas nos estemos centrando en el ordenador, este forma parte de un «proyecto integral» que pivota sobre la tecnología cuántica y que va más allá de la computación. «La estrategia Basque Quantum sí que tiene un elemento muy importante en la infraestructura del ordenador cuántico, pero no es solo eso», enfatizó.

El acuerdo con IBM busca «un ecosistema cuántico vasco en todas sus dimensiones, no solo para traer el ordenador»

El ordenador cuántico sería en ese sentido el «icono fundamental» del proyecto, según el viceconsejero, quien expuso que el proceso, primero de debate interno y luego en la negociación con IBM, comenzó en 2021, y vivió un capítulo esencial en 2023, cuando culminó el acuerdo con la multinacional. Ese acuerdo, apostilló, más allá de instalar el ordenador busca generar «un ecosistema cuántico vasco en todas sus dimensiones», «no solo para traer el ordenador», insistió.

Morais, que cifró en 153 millones las inversiones extraordinarias en el proyecto por parte de las administraciones (Gobierno de Lakua y Diputación), hizo esta exposición en el IBM Innovation Studio, un espacio de más de 2.000 m2 donde la Inteligencia Artificial es el plato fuerte, y en el que la delegación llegada de Euskal Herria pudo ver in situ algunas de sus aplicaciones, que en algún caso va de la mano de la computación cuántica.

Sobre esta, el viceconsejero apuntó que el sistema cuántico vasco está al nivel de los países punteros, como Canadá, Alemania, Australia, Países Bajos, además de EEUU, una posición privilegiada que se ve complementada por la existencia en la CAV de tres supercomputadores clásicos en activo. El objetivo, a este respecto, sería aunar las dos tecnologías, la supercomputación clásica y la computación cuántica, y avanzó que en el nuevo edificio de Ikerbasque, además del System Two de IBM, se instalará el supercomputador clásico más potente de los que hay aquí. Ambas compartirán espacio, por tanto.

Morais indicó asimismo que uno de los principales retos que se planteaban a priori era conformar una comunidad de usuarios del ordenador cuántico, pero ese gap lo dan por superado, ya que a mayo de 2025 ya se ha conseguido completar el 100% del uso contratado, que viene a ser la mitad de la capacidad del ordenador. «Es una noticia excelente», valoró, «pues indica que hay interés». Y preven que crezca una vez instalado el ordenador. Sobre este, avanzó que «vamos a promover su uso por parte tanto de las empresas como de la administración».

Otro de los puntos fuertes del acuerdo con IBM, que sitúa al proyecto vasco en paralelo a la hoja de ruta diseñada por la multinacional hasta 2033, es que se va a investigar conjuntamente, y también que se van a acometer las actualizaciones y mejoras en el ordenador a medida que estas se vayan produciendo. No es un dato menor teniendo en cuenta la velocidad a la que avanza el sector.

El principal centro de investigación de IBM

Esto pudieron acreditarlo los y las periodiodistas que conformaron la expedición vasca en el Thomas J. Watson Research Center, el laboratorio principal de IBM en todo el mundo, que entre otras herramientas punteras acoge un ordenador cuántico System Two, primo hermano por tanto del que se va a instalar en Donostia.

Los periodistas pudimos acercarnos hasta el punto de poder oír el característico ‘latido’ que surge del interior de la estructura

En este centro de investigación, que se halla en pleno valle del Hudson, centro neurálgico del sector tecnológico en la Costa Este estadounidense, los y las periodistas vascas pudieron observar in situ la computadora, conformada por una estructura central, donde van los chips, y tres «alas» adyacentes en las que se lleva a cabo la traducción de la información que se transmite a través de ordenadores ordinarios, y también, con un grado de cercanía sorprendente, el espacio en el que se lleva a cabo el testeo de las computadoras y de los elementos que las integran. Los periodistas pudimos acercarnos hasta el punto de poder oír el característico ‘latido’ que surge del interior de la estructura.

Las diferencias entre el Quantum System One y el System Two son notables, y no solo en su aparencia exterior. Mientras el primero cuenta con un solo ‘candelabro’ –la estructura que soporta el chip– y un único procesador por cada uno de estos, el System Two puede incluir hasta tres candelabros, y cada uno de ellos incorporar hasta tres procesadores. Podrían llegar a ser nueve por tanto.

En el de Donostia solo irá en principio un candelabro con un procesador –de 156 qubits–, pero aquí entra en juego otras de las características del Q System Two, y es que a diferencia de su antecesor, es modulable y puede ir creciendo y ampliando su potencia computacional.

En el camino de regreso a Euskal Herria, mientras tecleábamos en nuestros bonitos y eficientes pero ordinarios ordenadores, la sensación reinante era que el sector de la computación cuántica está quemando etapas de forma muy rápida, pero también que a diferencia de lo que le ocurría al pobre conejo blanco que apremiaba a Alicia, el tejido científico y tecnológico vasco está llegando a tiempo.