«Los ordenadores cuánticos harán cosas inimaginables»

El científico Juan Ignacio Cirac, esta semana, en Madrid./Óscar Chamorro
El científico Juan Ignacio Cirac, esta semana, en Madrid. / Óscar Chamorro

Hace años este científico español predijo cómo construir las máquinas de cálculo más potentes de la historia y ahora investiga sus aplicaciones

Doménico Chiappe
DOMÉNICO CHIAPPEMadrid

Atraído desde joven por las matemáticas y la ciencia ficción de Isaac Asimov, el físico Juan Ignacio Cirac se convirtió en el pionero de la revolucionaria computación cuántica cuando en 1994 propuso la teoría de construir unos ordenadores más potentes que cualquiera del momento con el uso de iones, es decir con átomos con carga eléctrica. «A principios de los noventa se veía que algunos aspectos extraordinarios de la física cuántica podían tener otras utilidades», recuerda Cirac. «Era un mundo sin explorar, prácticamente salvaje».

Hasta entonces, las computadoras cuánticas eran una entelequia que nadie sabía cómo construir. «Era un artículo de ideas, sobre cómo hacer que los iones procesen información», dice Cirac, que dirige la División Teórica del Instituto Max-Planck de Óptica Cuántica. Hasta que unos investigadores norteamericanos demostraron que las predicciones de Cirac eran correctas. Entonces se abrió un enorme campo en el que se han volcado empresas como IBM y Google, institutos de investigación y universidades para explorar su construcción y sus aplicaciones.

Sin embargo, así como nadie podía imaginar que existiría internet cuando se presentó el primer ordenador, tampoco ahora se avizora qué creación saldrá del potencial de cálculo de estas máquinas, cuando estén listas. «Confiamos que se harán cosas que hoy son inimaginables», asegura Cirac, minutos antes de una conferencia en la Fundación Ramón Areces. «Será una revolución tecnológica, pero es imposible predecir cuáles serán las aplicaciones más importantes de lo que vamos descubriendo».

-¿Los ordenadores cuánticos existen o son sólo simuladores?

-Existen, hay prototipos. Los he visto y los hemos tenido en nuestros laboratorios. Pero no hacen cálculos que no hagan también los súper ordenadores. La pelea es que demuestren hacer algo extraordinario. Está a punto de ocurrir. Parece que Google lo ha logrado, aunque aún deben verificarlo. Es un primer paso. Pero lo que queremos es que hagan cosas interesantes y para eso se requiere construir un ordenador cuántico mucho más grande.

-¿Cómo son esos prototipos?

-Los hay de dos tipos. Uno basado en iones atrapados, y otro en superconductores. Tienen la pinta de los ordenadores iniciales de hace 60 años, cuando se crearon los primeros. Son mamotretos enormes que necesitan condiciones muy especiales. Se debe invertir un gran esfuerzo tecnológico para minimizar los componentes, conectarlos mejor, que no generen tanto calor. Sabemos muy bien como funcionan, pero a la hora de ponerlos en práctica faltan tecnologías que se están desarrollando.

-¿Qué se espera que hagan? ¿Resolverán las grandes enigmas matemáticos, por ejemplo?

-No, los ordenadores cuánticos sólo hacen cálculos. Cálculos inmensos que resolverán de forma acelerada problemas de optimización. Se aplicará en reacciones químicas, nuevos fármacos, diseño de materiales con propiedades especiales, cálculos de ciencia, estudios del universo. Pero las más importantes están por descubrir.

«Será una revolución tecnológica, pero es imposible predecir cuáles serán sus aplicaciones»

-¿Por qué los ordenadores cuánticos tienen esa gran potencia?

-Porque utiliza unas leyes de la naturaleza distintas a la de los ordenadores usuales. De pequeños nos enseñaban a multiplicar con ábacos. Se basaba en las leyes de la mecánica. Movíamos piezas y no llegábamos muy lejos. Al cambiar por otras leyes de la físico, como las del electromagnetismo, se crearon circuitos y transistores. Los ordenadores son mucho más potentes que los ábacos. Pues las leyes de los ordenadores cuánticos se basan en la física cuántica. Se utiliza el comportamiento de las partículas, que es muy raro, para potenciar su cálculo.

Cerebro colectivo

Los inicios de la carrera científica de Cirac tienen varios hitos. Siempre interesado en las aplicaciones de la física cuántica, inventó, junto a sus colaboradores, los repetidores cuánticos, «para usarlos en la comunicación a larga distancia» y los simuladores cuánticos, «que son como ordenadores cuánticos analógicos». En su centro de investigación tiene un espacio para la discusión. Suele trabajar con quince o veinte colaboradores, que se rotan cada tres años. Produce ideas y teorías.

«Conozco muy bien la física cuántica y lo que se puede hacer con los experimentos», explica su método Cirac. «Un día dices que esos experimentos tal vez se puedan utilizar para hacer algo que no se logra hacer con los objetos que tenemos. Uno piensa en la solución del problema. Cómo hacerlo. Haces modelos y predicciones. Hasta que llegas a pensar en uno que podría funcionar. Es como el arquitecto que hace el plano de su casa».

-¿Cómo funciona ese cerebro colectivo?

-La ciencia de hoy no es como la de hace 250 años, cuando Newton se encerraba y sacaba una teoría. Ahora nos comunicamos y funciona mucho mejor. Las ideas se suman, se multiplican. Hay muchas colaboraciones, discusiones y alguien resuelve el área donde es más especialista. Trabajar juntos es mucho mejor que hacerlo por separado.

-¿Sería posible hacer este trabajo en España?

-Los españoles son tan listos como cualquiera y la educación universitaria tan buena como en otros países. La diferencia está en la financiación y las ayudas que tiene la investigación.