2019/12/26

ENRIQUE SOLANO E IñIGO ARRAZOLA
DIRECTOR Y ALUMNO DE DOCTORADO DEL CENTRO QUTIS DE LA UPV-EHU

Nacidos en Lima (1964) y en Oñati (1992), representan a dos generaciones de científicos cuánticos. Para el primero, con 25 años de experiencia, la computación cuántica es algo ya intuitivo; el segundo, sin embargo, cree es sorprendente y a veces contraintituivo.

«La computación cuántica coexiste con la contradicción, es la esencia»
Mikel ZUBIMENDI|Bilbo
Elkarrizketakuantikoabat

Arrazola y Solano atienden a GARA en el marco del Hackathon, el encuentro de computación cuántica recientemente celebrado en Bilbo. El alumno de doctorado y su director de estudios son dos voces, a veces discrepantes, sobre una materia con potencial para cambiar el mundo. Solano se doctoró en Brasil, trabajó en EEUU y en Australia, y ahora imparte docencia y pasión en la UPV-EHU a jóvenes como Arrazola que han elaborado su tesis en inglés e interactúa con investigadores de la Universidad de Shanghai.

La teoría cuántica es extravagante, aparentemente contradictoria. Pero no para estos artistas que, con un lenguaje abstracto y simbólico, proyectan la naturaleza para que podamos entender y predecir cuál va a ser su evolución. Con algoritmos cuánticos, escrutan apasionadamente las posibilidades del infinito y sus enlaces.

La computación cuántica trae bajo el brazo la promesa de superpoderes. ¿Pero sus promesas son alcanzables? ¿O todo es experimentación y conjetura?

El alumno toma la palabra: «Ahora hay muchísima inversión, de muchísimos ceros, en la investigación cuántica, muchísimo más interés, y eso traerá que más mentes empiecen a pensar sobre computación y algoritmos cuánticos. Estos chavales que participan en el Hackathon, por ejemplo, muchos no han acabado la carrera y ya están pensando en algoritmos cuánticos. Eso hace unos años solo pertenecía a un área de conocimiento muy concreto de las matemáticas, de la física, ahora se ha abierto muchísimo y es muy bueno. Cuanto más gente haya pensando se van a poder proponer más posibles aplicaciones. Puede hacerse una bola de nieve que rueda y rueda y se hace más grande».

El dilema cuántico

Se dice que los ordenadores cuánticos son propicios al error, muy frágiles, un pequeñísimo cambio –por el ruido externo, en la aplicación de fuerzas, etc.– puede colapsarlo todo.

«Hay que conseguir que tengan dos propiedades al máximo: guardar la información de forma segura y computar de forma rápida. Ahora vuelvo a tu pregunta de la fragilidad pero en mi experiencia –responde Solano– descubrí algo profundo que tiene que ver con la filosofía, con las letras, con todo lo que es humano: que uno tiene que coexistir con la contradicción. En la computación cuántica son necesarias dos propiedades que se niegan. Una de ellas sería la larga vida del almacenamiento de la información, es decir, necesito algo que guarde información cuántica muy bien y mucho tiempo, y eso es muy difícil. Y luego, necesito hacer procesamiento de algoritmos con puertas lógicas de forma muy rápida y correcta. Aunque no lo parezca, estas dos propiedades se contradicen».

Y profundiza en esa esencia de la cuántica. Para ilustrar su respuesta mete unos cacahuetes en un vaso de plástico y añade: «Mira, para guardar muchos qubits, que como dices son muy frágiles por la temperatura y tal, ¿qué es lo mejor que puedo hacer? Taparlos, protegerlos y decir 'mira, mira, aquí tengo qubits que en lugar de vivir microsegundos están viviendo horas'. Pero, ¿sabes cuál es el problema? Que no puedo hacer algoritmos, porque para hacerlos, para hacer operaciones lógicas necesito tener acceso a ellos, abrir la tapa. Pero si abro la tapa, decaen y se mueren».

Entonces, ¿cómo se resuelve el dilema? «Aprendí que es la esencia de todo lo que hace el ser humano, el balance entre vida y muerte, entre libertad y prisión, lo que tú quieras, esa coexistencia es universal. Y existe en las maquinas cuánticas, siempre. Proteger la memoria es importante, pero si quieres observar y procesarla tienes que abrir. Ese juego de abrir y cerrar es eterno. No es una propiedad de la física cuántica. Tiene categoría de principio universal, en la computación cuántica es más difícil de equilibrar, nada más. Y nosotros creemos que vamos a verlo».

Experiencia e intuición

¿Y qué puertas abriría esa visión? Iñigo toma la palabra: «He estado trabajando en el control cuántico, no basta con tener ideas bonitas de algoritmos, tienes que saber cómo las puertas lógicas pueden hacer su trabajo bien. Hay algoritmos muy matemáticos, muy en el aire, y otra gente que lo hacemos más concreto, lograr que la puerta haga lo que debe hacer. No es trivial».

Solano trae a colación una cosa que le llama mucho la atención: «Si vas a Internet, te vas a dar cuenta que hasta el día de hoy se considera un problema no resuelto el cómo resolver las ecuaciones del régimen turbulento de la mecánica de fluidos para el diseño del perfil aerodinámico. Por más que los aviones sean tan buenos, eso nadie lo ha podido resolver. ¿Sabes por qué existen los túneles de viento en la Fórmula Uno? ¿Por qué existe todavía el problema de las explosiones nucleares experimentales de test? Porque no podemos calcularlo. Si pudiéramos hacer un programa, la simulación de la explosión nuclear o el perfil aerodinámico, nadie los necesitaría. Usamos esas máquinas para hacer cálculos que no podemos hacer.

¿Cómo conocer los «extraños sucesos» de la mecánica cuántica? «Ahí vamos a diferir –dice Arrazola–, porque llevo menos años y yo sí considero que son fenómenos difíciles de explicar, son cosas contraintuitivas, no tenemos analogías clásicas que podamos encontrar en la vida cotidiana. Como estudiante, lo que he hecho es estudiarlo, aprendérmelo y creérmelo –¿Pero por qué te lo crees?, interrumpe Solano–. Porque me creo a la gente que he conocido haciendo experimentos, que va al laboratorio y verifica esas cosas raras. Él tiene probablemente una visión –‘de viejo’, interrumpe nuevamente Solano con una sonrisa– de más tiempo».

Solano recoge el guante: «He vivido todo esto siempre de forma holística. ¿Cómo hacer para que estas nuevas generaciones convenzan a los grandes maestros que solo estudiaron la física clásica y que dicen que esto es un absurdo? Einstein murió creyendo que la física cuántica estaba mal, es el gran error histórico de una mente tan brillante. Planck dijo: 'no, no, las nuevas generaciones no convencen nunca a los grandes maestros de nada. Los grandes maestros… ¡se mueren!' Es genial y ¡tan profundo! Para mí, todo es ya intuitivo, no puedo sorprenderme todos los días durante 25 años».

La grandeza de la naturaleza

La superposición y el entrelazamiento son dos ideas cuánticas, básicas y revolucionarias. Rompen esquemas, puedes ser una cosa u otra, o las dos a la vez…

«Mira, en las últimas décadas las mayores mentes del mundo se han dedicado a destrozar eso, a nadie le gusta. Nos han tirado a la cara de todo. Entonces, tienes que pasar la etapa de la sorpresa y la única manera en que yo la resuelvo conmigo mismo es el pragmatismo, que intento enseñar a mis alumnos. A diferencia de Einstein y su generación, nosotros ya sabemos que nuestra labor no es decirle a la naturaleza cómo debe comportarse ni qué modelos matemáticos la deben describir. Nuestra labor es descubrir las estructuras matemáticas de los modelos que describen y predicen mejor sus observaciones. Y la naturaleza insulta al sentido común todos los días».

 

«No es para el futuro, el placer, la creación y relevancia son ya»

Ustedes trabajan con algoritmos cuánticos. En términos de copyright, de propiedad intelectual, ¡son algo tan valioso! Son llaves que abren puertas a las posibilidades del infinito. Su capacidad de transformación de mentalidades y de sociedades humanas, ¡es tan brutal! Les pedimos una reflexión:

«Ahora se contrata a gente para que piense algoritmos cuánticos –responde Arrazola–, en la UPV todos nuestros estudios van a un repositorio público para que la gente los enriquezca con sus comentarios y aportaciones. Ahora eso, en parte, se está perdiendo, los algoritmos van en parte a las empresas que los patentan primero o se los guardan o negocian entre ellas. La computación cuántica ya pasó a la lógica del negocio, coexistimos entre las ideas acádémicas nobles y abstractas, las empresas que empiezan a guardar propiedad intelectual y hay gente que ya invierte millones en aplicaciones».

Solano asiente: «Volkswagen, BMW, Airbus, Boeing, empresas militares como Lockheed Martin o las empresas chinas, todas se han puesto manos a la obra. Es una especie de Silicon Valley global». Y añade: «Vivimos en una época maravillosa donde nadie se siente seguro en ningún lado. Crees que te van a robar una idea, dudas si te quedas en la academia o te vas a la empresa, no sabes si debes crear o no una start-up, etc… Vivimos en un caos que yo trato de disfrutar. Entiendo que para ellos (las nuevas generaciones) tal vez es más natural, pero a mí me han cambiado el mundo». Y se sincera al reconocer que «ya pasé página hace años, soy un pragmático y acepto que lo que me dice la naturaleza es lo que vale. Y me como la superposición y el entrelazamiento cuántico porque me lo dice la naturaleza. No voy a la naturaleza a decirle 'hey, eso es raro, simplifícamelo, házmelo fácil'. No. La naturaleza nos lo tira a la cara todos los días y lo disfruto ahora».

Para terminar, ¿Los científicos cuánticos del futuro se lo van a pasar muy bien?

«A mí me rebela hablar de futuro. Hay una frase de un jefe de IBM que la vi en una camiseta en Silicon Valley y me encantó. Dice: 'la mejor manera de predecir el futuro es hacerlo ahora mismo'. A mi me gusta transmitir que la física cuántica, la computación cuántica y todos estos jóvenes somos el presente, queremos ser el presente. Luego hay otros que dirán que el trabajo de estos chicos de Bilbao veinte años después cambió la historia. Eso que lo escriban los historiadores, yo quisiera que ellos entiendan que no se trabaja para el futuro, que el placer es ahora, que la creación es ahora, que la relevancia es ahora. Por tanto, yo diría que los científicos cuánticos nos lo estamos pasando bien, sabemos que estamos creando cosas que quedarán para la historia».M.Z.

LECCIÓN DE PLANCK


«Las generaciones nuevas nunca convencen a los grandes maestros de nada. Los grandes maestros… ¡se mueren!»

LABOR CIENTÍFICA


«A diferencia de Einstein y su generación, nosotros ya sabemos que nuestra labor no es decirle a la naturaleza cómo debe comportarse ni qué modelos matemáticos la deben describir»

PODER DE CÁLCULO


«La computación cuántica, por ejemplo, haría que los ensayos de armas nucleares no tuvieran sentido; se resolverían problemas del clima que son ecuaciones diferenciales muy complejas»