Imagine una computadora que
puede enseñarle a su teléfono celular a reconocer cualquier objeto que
vea o una que puede encontrar al instante las mejores rutas de vuelo
para que miles de aviones eviten una tormenta de nieve o incluso una que
pueda rastrear millones de publicaciones en redes sociales para
identificar a un potencial terrorista.
Las computadoras tradicionales, incluidas las
supercomputadoras, requieren de un tiempo sustancial para obtener esos
tipos de datos.
Pero durante largo tiempo los
científicos han teorizado que una computadora que pueda aprovechar los
principios usualmente peculiares de la mecánica cuántica podría realizar
esos cálculos en un instante, y resolver problemas que a una
computadora normal le tomaría años.
La comunidad científica todavía debate si alguna vez se podrá construir una verdadera computadora cuántica.
Pero la compañía lD-Wave avanza con rapidez. Ya
se ganó al principal fabricante de armas del Pentágono y ahora recibió
otro enorme respaldo: una colaboración a tres bandas entre la agencia
espacial estadounidense, la NASA, Google y la Universities Space
Research Association (USRA) para adquirir la segunda computadora D-Wave
Dos.
D-Wave Systems, una firma con sede en Canadá,
adquiririó prominencia en 2007 cuando sorprendió a la comunidad
científica al anunciar que había construido la primera computadora
cuántica del mundo.
La noticia fue recibida con escepticismo y
críticas, particularmente de científicos que querían pruebas publicadas,
evaluadas por sus pares, antes que un mero anuncio público.
Desde entonces, sin embargo, D-Wave no sólo ha
publicado literatura científica al respecto, sino que ha ganado
importantes clientes.
El primero fue Lockheed Martin, la empresa de
defensa más grande del mundo, que anunció este año la compra de la
versión actualizada de su computadora, la D-Wave Dos, una computadora de
512 qubit (unidad mínima de información cuántica). Dos años atrás había
adquirido una versión anterior.
No sorprende que una companía de defensa esté
interesada en una computadora cuántica: el Pentágono y la comunidad de
inteligencia de Estados Unidos han sido durante largo tiempo los
principales inversores en la computación cuántica.
El mundo de los espías, en particular, la requiere para codificar datos y descifrar códigos, pilares del sector.
Software para armas
El interés del área de seguridad nacional
también le conviene a D-Wave. "Francamente, no queremos miles de
clientes: queremos un puñado de clientes realmente colaboradores para
trabajar en cómo pueden aprovechar este tipo de tecnología", dice Vern
Brownell, director ejecutivo de D-Wave Systems.
Lo que hace que estas computadoras sean tan valiosas para ellos es la forma en que hacen los cálculos.
Una computadora clásica realiza cálculos útiles
al procesar bits que representan unos y ceros. Pero una computadora
cuántica "estándar" usa la idea del entrelazamiento cuántico, por el
cual la información puede existir tanto como un uno y un cero como por
un número infinito de "superposiciones" de ambos estados al mismo
tiempo.
Efectivamente, estos "bits cuánticos", o qubits
como son conocidos, pueden trabajar en paralelo en vez de en forma
secuencial, lo que permite que las resolver más rápido ciertos
problemas.
Hay, sin embargo, diferentes enfoques hacia la
computación cuántica: la computadora de D-Wave es un tipo de dispositivo
especial basado en una técnica conocida como computación cuántica
adiabática, que implica el uso de circuitos de metales superconductores
para enfriar el sistema.
Si esto se realiza de forma precisa, los qubits
de las máquinas buscan un estado de baja energía que representa la
respuesta a un problema determinado.
Sólo preguntas nuevas
"Francamente, no queremos miles de clientes, queremos un puñado de clientes realmente colaboradores para trabajar en cómo pueden aprovechar este tipo de tecnología, así que en la fase inicial es realmente de bajo volumen, pocos clientes"
Vern Brownell, director ejecutivo de D-Wave Systems
Sin embargo, a diferencia de la mayoría de las computadoras, las máquinas D-Wace no pueden responder una pregunta vieja.
Sólo pueden resolver los llamados problemas de
"optimización", en los que hay una serie de criterios que deben
cumplirse simultáneamente, y en los que hay una solución inmejorable que
cumple con la mayoría de ellos, por ejemplo, la ruta óptima para que un
camión de reparto minimice el tiempo y la distancia recorrida.
Lochkeed, según Brownell, se conectó con D-Wave
por el interés mutuo en los tipos de cálculos que puede realizar una
computadora cuántica.
"Tienen algoritmos que se pueden aplicar a nuestra tecnología", dice. "Su foco particular es la verificación de software".
El software está cada vez más en el corazón de
lo que las compañías de defensa hacen. Por ejemplo, el avión de caza
Lockheed Martin F-35 Joint Strike Fighter tiene lo que ha sido descrito
como el software más complejo de cualquier sistema de defensa, con más
de 24 millones de líneas de código, de acuerdo a un reporte de 2012 de
la Oficina de Contabilidad del Gobierno de Estados Unidos (GAO, por sus
siglas en inglés).
La computación cuántica podría usarse para
verificar esa gran cantidad de códigos y asegurar que la aeronave opere
de forma fiable y segura.
En busca de la esencia
Una computadora cuántica también sería buena
para una variedad de otras aplicaciones que involucran el aprendizaje de
una máquina, dice Bo Ewald, presidente de la rama estadounidense de
D-Wave. Eso podría incluir lo que Ewald llama "encontrar la esencia de
complejas estructuras de datos", algo que podría ser útil para la
búsqueda y procesamiento de datos en redes sociales o en el
reconocimiento de patrones en imágenes.
Ewald asegura que la computadora cuántica será
capaz de aprender las características clave de una forma particular,
como un auto, al mostrarle muchas imágenes de autos.
Una vez que las aprende, debería poder reconocerlas más fácil que los sistemas convencionales.
Además, dice, una vez que determine las
características de lo que hace reconocible a un auto, puede usarlo para
"entrenar" computadoras tradicionales, como un teléfono celular, a cómo
reconocer de forma más simple a un auto, algo que le podría interesar a
empresas como Google.
Otros usos podrían interesar a la colaboración
de NASA-Google-USRA para mejorar la búsqueda en la red y la robótica,
para ir a la caza de exoplanetas y optimizar los controles de tráfico
aéreo.
Esa computadora, que será instalada en el
llamado Laboratorio Cuántico de Inteligencia Artificial, estará
localizada en el Centro de Investigación Ames de la NASA, en California.
Se espera que esté lista para ser utilizada más adelante este año.
Bits y apuestas
Pero en la mayoría de casos, el que una
computadora cuántica efectivamente podrá realizar esa clase de funciones
más rápido que una computadora clásica todavía es una teoría.
Ni siquiera todos están convencidos de que la computadora D-Wave esté usando la mecánica cuántica para hacer los cálculos.
"Dada la escasez de información del grupo, es difícil saber de todos los detalles si lo que están observando es un fenómeno cuántico"
Christopher Monroe, investigador de información cuántica en el Joint Quantum Institute y la Universidad de Maryland
Christopher Monroe, un investigador de
información cuántica en el Joint Quantum Institute y la Universidad de
Maryland (Estados Unidos), dice que la compañía aún no ha probado que
está operando en un estado cuántico.
"No estoy absolutamente convencido de que sea una computadora cuántica. Pero quizá no importe", dice.
Explica que la computadora D-Wave quizá sí sea
capaz de resolver problemas de optimización mejor que las computadoras
tradicionales, tal como fue demostrado en pruebas recientes, así la
manera en que trabaja no implica la mecánica cuántica.
Quizá sí
Pero algunos antiguos críticos de D-Wave ya no dudan tanto.
Seth Lloyd, un profesor de ingeniería mecánica
en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT, por sus siglas en
inglés) que ha estado involucrado desde hace tiempo en la computación
cuántica, cuenta que cuando Lockheed Martin se interesó por primera vez
en D-Wave, él intentó de disuadirlos de comprarla.
El propio Lloyd ha estado involucrado en
desarrollar los principios detrás de la computadora cuántica adiabática,
pero dice que el grupo no patentó la idea pues no creía que realmente
se pudiera fabricar una máquina práctica.
"Probablemente estaba equivocado, y (Lockheed y
D-Wave) probablemente estaban en lo cierto", dice ahora. "El dispositivo
D-Wave está haciendo algo cuántico, pero no está claro qué es ese
algo".
Y si no...
"Creo que desde una perspectiva tecnológica soy algo escéptico (a la idea). Es una gran tecnología, y una capacidad única... y eso nos llamaría la atención bajo casi cualquier circunstancia"
Brad Pietras, vicepresidente de tecnología en Lockheed Martin
Quizá la gran pregunta entonces es si la
multimillonaria inversión de Lockheed es una señal de que la compañía
realmente cree en la computadora cuántica de D-Wave. La teoría de
algunos en el ámbito de la computación cuántica es que la apuesta de
Lockheed es un intento por ganarse al gobierno de Canadá, un inversor
clave en el caza F-35.
"Creo que desde una perspectiva tecnológica soy
algo escéptico (a la idea). Es una gran tecnología y una capacidad
única... y eso nos llamaría la atención bajo casi cualquier
circunstancia", dice Brad Pietras, vicepresidente de tecnología en
Lockheed Martin.
"El hecho de que el gobierno canadiense sea un
socio del F-35, y que trabajamos cercanamente como socios industriales y
aliados es simplemente un extra fantástico a nuestra relación", señala.
Pietras tampoco está muy preocupado de si la
computadora D-Wave convenció a todos sus críticos científicos. "En el
corto plazo, mi preocupación es, ¿qué problemas puede resolver?".
No hay comentarios:
Publicar un comentario