La computación cuántica que hacemos ahora nos hubiera parecido absolutamente irreal hace años”

El físico John Martinis pasa por España poco antes de hacer oficial un hito fundamental en el desarrollo de esta disciplina

Por Jose Perez Colome

Hace 40 años que John Martinis trabaja para construir un ordenador cuántico. No él solo, claro. Junto a su equipo y de la mano de otros físicos. Martinis, líder del proyecto cuántico de Google, explica una proeza inimaginable hace apenas una década, y que aún no está clara que sea posible, con una admirable seguridad y una relajada sonrisa. Se le nota que lleva décadas dedicadas a un reto de ciencia ficción: "Hace 40 años, cuando estaba en la universidad, nunca hubiera dicho que íbamos a construir un ordenador cuántico tan imponente".

Pero eso era exactamente lo que se propuso Martinis cuando tenía 20 años y ahora, con 61, lo ve increíblemente cerca.

La computación cuántica está hoy en su "momento Hermanos Wright". En 1903, después de años de intentos, los Wright hicieron que un artilugio enclenque de madera se separara del suelo y lograra volar unos metros. Esta comparación la ha usado ya otro físico cuántico, Scott Aaronson, para describir el trabajo de Martinis.

"No hay ninguna garantía de que lo alcancemos. Pero ya vemos lo que tenemos que hacer ahora y a continuación y las cosas pintan bien"

Y a Martinis le gusta: "Construimos aparatos, que son algo rudimentarios, pero queremos enseñar que en realidad funcionan. Los hermanos Wright resolvieron muchas cosas, pero una de las que lograron fue controlar el avión, dirigirlo y corregirlo según el viento. Nosotros hemos trabajado muy duro en el control de nuestro sistema y que todo está ajustado en su lugar".

El escepticismo con la computación cuántica tiene una tradición sólida. Hace años que la promesa de una máquina capaz de hacer en unas horas cálculos que a un ordenador tradicional le llevarían siglos es para algunos un sueño absurdo. Ahora el equipo de Martinis ha logrado, como los Wright, que un aparato frágil, dudoso, inacabado, haga exactamente eso, aunque una sola vez.

"No hay ninguna garantía de que lo alcancemos. Pero ya vemos lo que tenemos que hacer ahora y a continuación y las cosas pintan bien", explica. “La computación cuántica que hacemos ahora nos hubiera parecido absolutamente irreal hace años”, añade. Los escépticos pueden seguir siéndolo, pero ese trasto que maneja el equipo de Martinis es la prueba de que algo funciona.

El equipo de Martinis en Google y la Universidad de California en Santa Barbara ha logrado aparentemente la llamada "supremacía cuántica", que ocurre cuando un ordenador cuántico es capaz de calcular algo que un ordenador clásico tardaría miles de años. El descubrimiento lo publicará pronto la revista Nature,que mantiene a rajatabla los embargos de sus artículos científicos. Así que nadie debería haber sabido durante la programada visita de Martinis a Madrid este lunes para las séptimas jornadas de Simulación y Computación Cuántica en el Instituto de Ciencias Matemáticas (ICMAT) que Nature tenía preparada esta bomba. Pero se filtró.

El culpable de la filtración fue precisamente Google. Alguien en la NASA colgó una versión previa del texto en un servidor oculto. Pero Google, el buscador, lo pescó y lo mandó a una lista de interesados en artículos académicos nuevos sobre computación cuántica. Y de ahí saltó al Financial Times. El artículo está ahora por todas partes, pero Martinis quiere esperar a la versión definitiva para comentarlo: "Nature ya nos ha retrasado bastante, así que saldrá pronto. Saben que es un artículo importante", dice Martinis.

El experimento que han logrado en Google es un paso importante, pero no definitivo: "No es obvio cuando construyes un sistema enorme que sabes en realidad cómo funciona. Así que todos estos sistemas que nos han llevado hasta aquí han servido en parte para averiguarlo", dice Martinis.

Montones de críticas

El vendaval de críticas que ha recibido la filtración es notable: "Rivales menosprecian la reivindicación de supremacía cuántica de Google", decía el Financial Times. IBM, uno de los grandes rivales de Google en la carrera cuántica, sacaba este comunicado: "Lo que nosotros creemos es que el término supremacía respecto a los ordenadores clásicos lleva a confusión. Los ordenadores cuánticos no son algo supremo respecto a los ordenadores clásicos solo por un experimento de laboratorio diseñado esencialmente para realizar una muy concreta muestra de un procedimiento sin aplicación práctica". Este bombo de algo diminuto, según IBM, puede llevar al "invierno cuántico", el desinterés de público e inversores por falta de resultados concretos de la nueva tecnología.

A pesar de su cordialidad, Martinis guarda su munición intacta y le brilla el rabillo del ojo cuando habla de que llegará el día de contestar a las críticas: "Uno de los motivos por los que no hemos dicho nada es porque queremos que el artículo definitivo hable por sí mismo. Hemos pensado muy cuidadosamente sobre lo que hemos hecho y sus implicaciones. Lo hemos escrito, estará ahí fuera pronto y entonces responderemos a las preguntas", dice.

Sobre el posible invierno cuántico, Martinis tiene una respuesta ya preparada y que quizá puede extenderse a otras carreras científicas: "Hace solo cinco años que llegamos a Google. Es difícil hacer que todo esto funcione. Creo que todos lo entendemos. Esperamos que sea un buen hito decir dónde estamos. No estamos de ningún modo tratando de dar bombo a nada. Intentamos ser extremadamente científicos. Está en el artículo. Hay algunas implicaciones en el artículo sobre las que la gente tiende a debatir. Creo que en el fondo es muy bueno para la disciplina", explica Martinis.

"Incluso en Google había algo de escepticismo" antes del artículo

Después de décadas de investigación en la universidad, el grupo de Martinis creyó que en 2015 estaba a punto para convertirlo en comercial. Fue cuando Google entró en juego. "Incluso en Google había algo de escepticismo" antes del artículo, "querían ver datos", dice.

Martinis insiste en seguir publicando, pero la computación cuántica ya no está en la etapa inocente donde todos empujaban en una dirección: "Era muy bueno para la disciplina porque mirábamos problemas distintos. No es que tratáramos de superarnos para lograr un resultado un mes antes. Todos aprendíamos unos de otros. Era el modo en que funcionaba cuando este campo operaba solo para aprender y explorarla ciencia", dice. Ahora la competición trae dinero y malas caras.

En un perfil de 2017 en el Wall Street Journal, el cofundador de Microsoft Bill Gates decía: el proyecto cuántico es "la única parte de Microsoft en la que, cuando ponen diapositivas, realmente no entiendo". Gates no está solo en esta sensación de incomprensión. Incluso a Martinis le llevó un tiempo pillarlo. "Cuando preparaba la tesis, a mediados de los 80, fui a una conferencia en la Universidad de California en Santa Barbara, yo estaba en Berkeley entonces. Al final de la charla, [el físico pionero] Richard Feynman habló de computación cuántica. Fue realmente increíble. Era el futuro. Lo que es gracioso es que era un poco demasiado abstracto para mí", cuenta.

La magnitud de la incomprensión que uno siente ante la abstracción de la computación cuántica es sencilla de aclarar: "Lleva muchos años de matemáticas ser capaz de entender por qué los átomos tienen tamaño, que es una pregunta sencilla", dice Martinis. Si alguien quiere saber algo que no lleve años de mates, puede quedarse con la respuesta que Martinis daba a sus hijos cuando eran pequeños: "Es que los átomos son borrosos". Y no preguntes más, porque "si quieres entender cómo funciona realmente tienes que realizar un curso de mecánica cuántica y realizar muchas matemáticas".

Eso es precisamente lo que hizo un programador de Google. "Hay gente muy lista, sabes", dice Martinis. Este desarrollador de software supo que en Google había un grupo que trabajaba la computación cuántica y "él solo aprendió la disciplina". ¿Cómo? "Bueno, hay libros por ahí", dice Martinis. Y no se quedó ahí: "Porque pensaba en el problema de forma distinta a los físicos, inventó una forma dos o cuatro veces más eficiente de hacer un algoritmo cuántico, y eso que el teorema decía que ya no se podía mejorar", explica Martinis.

Martinis dice que este artilugio maravilloso de precisión física puede trasladarse en furgonetas arriba y abajo

La historia fascinante de la generación de Martinis es que ha impulsado una disciplina que no estaba tan claro que existiera y ha construido un aparato inimaginable que funciona según su teoría: "Lo construimos a partir de hardware comercial y hardware que hemos construido, y tienes que ponerlo todo a trabajar en conjunto de manera distinta a la mayoría de cosas que se han hecho hasta ahora", explica.

Los ordenadores cuánticos deben trabajar aislados porque el ruido les afecta. Esos problemas de ingeniería pueden hacer estallar cabezas: "Construir un gran sistema cuántico es realmente difícil. Porque si tratas de optimizar tu sistema para minimizar el efecto del ruido, tiendes a aislarlo, ponerlo dentro de una especie de huevo, pero entonces no puede hablar con otro huevo. Así que debes emparejar un par de cubits [bits cuánticos], porque estás montando un ordenador. Pero a la vez debes aislarlos para que no vean ruido", explica Martinis. Hay que aislar algo que debe funcionar relacionándose con otros. Si parece incomprensible es porque lo es.

Pero luego Martinis dice que este artilugio maravilloso de precisión física puede trasladarse en furgonetas arriba y abajo: "Bueno, tienes que desmantelarlo un poco pero no mucho, y cuando llegas a destino, lo reconstruyes". Es fascinante oír a alguien que habla de una de las máquinas más sofisticadas y envidiadas de la humanidad como si fuera un mueble de Ikea. Los ordenadores de Google tienen unos tres metros por dos y se conectan a la nube para recibir instrucciones de programadores con sus teclados y pantallas comunes.

Las patillas locas y el andar deliciosamente despistado en un cuerpo de casi dos metros convierten a Martinis en un modelo de científico californiano, con su perro Cubit en el laboratorio y un ambiente de trabajo rodeado de tablas de surf. Su entusiasmo es fácil de transmitir. Después de 40 años de desierto hay una luz al final del túnel: "Tenemos que estar mucho más contentos que, no sé, hace 15 o 20 años porque estamos viendo algo por primera vez", dice.

"Ha sido tan, tan divertido. Ahora que tengo 61 años, puedo investigar durante 10 años más, quizá 15, ya veremos porque los físicos nunca se jubilan. Pero la gran pregunta es si seremos capaces de construir algo útil y poderoso antes de que me retire. Tengo que seguir empujando porque no puedo esperar mucho", dice sonriendo.

Tiene tan claro el camino hacia delante que hasta tiene la respuesta aprendida cuando le mencionan el Nobel. "Es maravilloso construir estas cosas y hacer algo útil. Ese es el premio de verdad", dice.