TECNOLOGIA
JORDI SABATÉ

De què serveixen (i per què t’interessen) els ordinadors quàntics

IBM entra en una nova era i presenta el primer model quàntic reproduïble a escala comercial: l’IBM Q System One

De què serveixen (i per què t’interessen)  els ordinadors quàntics / JORDI OLIVÉ Zoom

Hi va haver un temps en què IBM va ser el rei de la targeta perforada. El 1953 Thomas Watson, fundador d’IBM, va anunciar la construcció d’una màquina que ocupava una habitació de dos pisos, feia molt soroll, desprenia calor a dojo i cremava tubs de buit per fer els càlculs que se li demanaven en aquestes targetes perforades plenes de zeros i uns. Així va néixer l’era de la computació binària, que trigaria encara quaranta anys a consolidar-se a escala domèstica però que amb l’IBM 701 ja permetia que les primeres grans empreses disposessin de màquines per fer càlculs i processos fins aleshores costosos, o fins i tot impossibles.

Els primers ordinadors eren enormes i no es venien per unitats, ni tan sols per mòduls com als setanta i als vuitanta, sinó que es construïen per encàrrec in situ, en habitacions habilitades a les empreses. En això, el 701 no es diferencia gaire del Q System One, el primer ordinador quàntic dissenyat per IBM per ser venut comercialment, i que va ser presentat al gener a la fira tecnològica CES de Las Vegas. El Q System One també es ven per encàrrec i està pensat per ser construït en enormes i refrigerades habitacions especials, on imperi el fred, la humitat nul·la, el silenci i la foscor. És una altra enormitat que mai serà al nostre abast ni podrà ser fabricat en empreses acobladores xineses, però és el primer model del seu rang amb vocació comercial.

El 2007, l’empresa D-Wave Systems va presentar l’Orion, en teoria el primer ordinador quàntic comercial, però realment mai va tenir aquest enfocament i la companyia, els anys següents, es va dedicar a crear prototips amb més capacitat de càlcul, fins a arribar als 2.000 qbits (bits quàntics, la unitat de processament quàntica). Com a referència, el Q System One només té 20 qbits. Però cometríem un error si volguéssim comparar els bits quàntics amb els bits: tot i que 20 qbits semblen pocs, ja li permeten fer càlculs que queden fora de l’abast de qualsevol màquina binària.

Explicar els bits quàntics en relació amb els bits és fonamental per entendre la computació quàntica respecte a la binària. Aquesta última es basa en la presència d’un 0 o un 1 en diferents combinacions per determinar el llenguatge bàsic de càlcul o d’ordres; un exemple són les targetes perforades de què parlàvem al principi, que podien tenir forat (1) o no (0). Sota aquesta premissa es construeix un sistema d’instruccions en seqüències de zeros i uns, per exemple als CD i DVD, que no deixen de ser targetes perforades òptiques.

Ara bé, aquest sistema és bastant limitat perquè hi ha només dues possibilitats: 0 o 1. La computació quàntica, en canvi, es basa en la mecànica quàntica, que diu que no podem saber exactament la posició d’un cos sinó només la probabilitat que sigui en un determinat moment en un determinat lloc. Aquesta probabilitat pot ser des de zero fins a 100%, cosa que ja ens dona un rang de possibilitats enorme. No és 0 o 1. Però és que, a més, també ens diu que no podem saber l’estat d’aquest cos quan és infinitament petit i viatja a la velocitat de la llum, o sigui, quan es comporta com un feix de llum, que és matèria i energia alhora, cos i ona electromagnètica. Els transmissors dels ordinadors quàntics, en comptes de funcionar a còpia de deixar passar (1) o no (0) electrons, treballen amb feixos de llum en temperatures gèlides i en absència d’humitat ni cap interferència.

Donen instruccions segons la probabilitat que aquest feix es trobi en una determinada posició o no, i tendeixi més a ser matèria o energia. Aquest rang creuat de possibilitats inimaginables per a la ment humana, però reals, els permet una potència de càlcul mai abans somiada. Ja no són una teoria sinó un fet tan consolidat com exclusiu: Google va dissenyar el seu propi dispositiu, el Bristlecone, de 72 qbits de potència, que utilitza per als seus càlculs. Per la seva banda, la NASA utilitza el D-Wave 2000Q de D-Wave Systems.

Ara bé, els experts asseguren que encara cal un lustre perquè hi comenci a haver ordinadors quàntics assequibles per a les grans empreses. Dubten fins i tot que un dia veiem usuaris domèstics fent servir un ordinador quàntic, i més aviat es creu que la computació quàntica conviurà amb la binària, que cobreix perfectament les necessitats domèstiques. Per la seva necessitat d’aïllament de l’entorn, és difícil que els ordinadors quàntics puguin reduir les seves grans dimensions i, per tant, només governs i centres de recerca internacionals els podran assumir.

Una possibilitat amb què s’especula és que els ordinadors quàntics puguin ser grans aliats de les criptomonedes a l’hora de realitzar la mineria de dades, un treball complex i que consumeix enormes quantitats d’energia. Qui sap si els bancs voldran en el futur llançar les seves pròpies monedes i potser s’associaran per comprar un Q System One que els faci la mineria de la cadena de blocs. Llavors, sens dubte, podrem dir que, també en l’era quàntica, la banca sempre guanya.