– Nov 6, 2019, 9:00 (CET)

Los españoles detrás de la supremacía cuántica de Google

La supremacía cuántica de Google no se habría conseguido sin la ayuda de Sergio Boixo, un español que lleva trabajando en la multinacional desde hace seis años y que cuando comenzó sus estudios en informática y empezaron a salir los primeros estudios teóricos de computación cuántica, no pensó que fuera a ver una demostración experimental durante su vida profesional, pero así ha sido: "La ciencia y la tecnología avanzan cada vez más rápido, y los humanos no somos muy buenos en anticipar las consecuencias de este cambio cada vez más acelerado", cuenta a Hipertextual.

"La posibilidad teórica de que los ordenadores cuánticos pudieran realizar cálculos imposibles para ordenadores tradicionales me pareció fascinante" desde el principio, comenta. Sergio tiene un currículo brillante a sus espaldas: informática en la Universidad Complutense de Madrid, matemáticas y filosofía a través de la Universidad Nacional de Educación a Distancia (UNED), máster de física en la Universitat Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) y un doctorado de física en la Universidad de Nuevo México en Estados Unidos.

La supremacía cuántica "consiste en demostrar experimentalmente que un ordenador cuántico puede sobrepasar la capacidad del mayor supercomputador del mundo usando los mejores algoritmos disponibles al menos en un problema bien definido", explica Sergio. "Por un lado es una demostración algo especializada, puesto que este problema no es necesariamente práctico. Pero por otro lado marca el nacimiento de una forma completamente nueva de computación".

La investigación liderada por Sergio es "semejante al primer vuelo de los hermanos Wright: en ese momento el avión aún no era comercial, pero marcó el nacimiento de un nuevo modo de transporte". Una situación similar ocurre en este caso, ya que las posibles funciones de la computación cuántica aún no han llegado hasta nosotros, pero es el siguiente paso lógico. Gracias a la computación cuántica veremos la simulación de sistemas cuánticos (como moléculas complejas), "hacer algoritmos de inteligencia artificial, intentar simular la inteligencia humana o la complejidad neuronal de nuestro cerebro", tal y como apuntaba Sonia Fernández-Vidal la pasada semana en Hipertextual. Otras opciones son "factorizar números enormes con fines criptográficos o resolver problemas de optimización", según comentó Benjamín Villalonga, estudiante de doctorado en la Universidad de Illinois y del que también vamos a hablar en este artículo.

Google

Sergio ha sido el encargado de proponer y diseñar el experimento que se publicó en Nature el pasado 23 de octubre. "He liderado el desarrollo de la teoría y las simulaciones en supercomputadores tradicionales", añade. Todo este trabajo no ha sido cosa de unos meses, ni siquiera de un año, la historia de esta investigación comienza hace cuatro años: "Empezamos a plantearnos la teoría necesaria en el año 2015, y en el año 2016 ya teníamos una propuesta experimental bastante concreta. Los tres años siguientes nuestro grupo de hardware estuvo mejorando los ordenadores cuánticos de nuestro laboratorio, así como los instrumentos y programas necesarios para controlarlos. Al mismo tiempo hicimos algunas mejoras en la teoría y fuimos mejorando los correspondientes programas con los que poder hacer la comparación en supercomputadores. Implementamos y optimizamos estos programas en algunos de los supercomputadores más potentes del mundo, incluyendo Summit, en colaboración con diversos centros de investigación".

De hecho, desde IBM, la empresa creadora de Summit, apuntan a que Google todavía no ha conseguido la supremacía cuántica porque su superordenador tardaría, en realidad, en hacer el mismo cálculo con el que Google experimentó 2,5 días y no 10.000 años como apuntaba esta investigación, ¿supone esto algún problema para el equipo de Sergio? "En nuestro artículo anticipamos que tanto los programas como los supercomputadores seguirán mejorando, como han venido haciendo desde que propusimos este experimento. Hemos publicado nuestros programas y los datos experimentales, precisamente para que otros investigadores puedan comprobar si pueden hacer el mismo cálculo con un supercomputador, y corroborar nuestro experimento. Es positivo para la ciencia que sigan surgiendo nuevas propuestas sobre cómo mejorar los programas", comenta. "Pero es importante implementar y ejecutar estas propuestas para comprobar cómo funcionan realmente, y eso es lo normal en ciencia", añade.

Sergio siente que tiene suerte de trabajar en un equipo de científicos e ingenieros de primera categoría, además de que aprende de ellos todo el tiempo. Liderar esta investigación ha sido "una experiencia increíble" para él. "Evidentemente es un experimento muy difícil, el nivel de desarrollo de los ordenadores tradicionales es impresionante, y la computación cuántica sigue siendo una tecnología emergente". Además, por el momento, esta investigación es la "cúspide" de la carrera de Sergio, aunque como él mismo señala: "Queda mucho trabajo por hacer".

Aunque gran parte del mérito de este estudio que habla sobre la supremacía cuántica de Google lo tienen Sergio y su equipo, no podemos olvidarnos de Benjamín Villalonga, el otro español que es el autor principal de varios estudios que han ayudado a Google a llegar hasta aquí.

Benjamín estudió la licenciatura de fisica y, después, hizo un máster en la Universidad Complutense de Madrid. Terminó sus estudios en plena crisis, así que como tenía caro que quería hacer un doctorado, pero era muy difícil conseguir la financiación, tuvo la oportunidad de marcharse a Estados Unidos, por lo que actualmente está estudiando un doctorado en la Universidad de Illinois.

Este joven español es el autor principal de dos estudios que preceden al publicado a finales de octubre en Nature. Benjamín desarrolló junto a sus compañeros una prueba de evaluación comparativa que funciona tanto en dispositivos convencionales como en dispositivos cuánticos. De esta manera, es posible comparar su rendimiento y saber cuándo se ha alcanzado la supremacía cuántica.

Benjamín ha trabajado con Google y, en extensión, con la NASA ya que tienen un acuerdo de colaboración para proyectos de computación cuántica, ha sido becario en ambas instituciones alrededor de un año y medio: "Trabajar en la NASA es muy divertido. El grupo de computación cuántica es mas bien teórico y tiene gente muy buena. Ademas, en los ratos libres conoces gente que trabaja en proyectos de la carrera espacial que parecen sacados de la ciencia ficción. Es un sitio muy especial". "Allí tuve la suerte de entrar a este proyecto y poder contribuir un poco. Uno de los aspectos que mas me impresionó fue la forma de afrontar los trabajos: a diferencia de la universidad, donde como estudiante es mas fácil estancarse en proyectos que por algún motivo son difíciles de sacar adelante, allí había innumerables recursos para que todo funcionase", apunta. "Por ejemplo, en un momento tuvimos dudas de que ruta tomar para optimizar un código, y al poco tiempo estábamos trabajando con los expertos de supercomputación, que nos echaron una mano", añade.

"El grupo de Google es impresionante en cuanto al nivel", comenta Benjamín. "Tanto los teóricos como los experimentales trabajan con unos estándares muy altos. Han creado su grupo alrededor de profesores de universidad que han ido contratando y eligiendo muy bien para cada subárea. Uno de ellos es Sergio Boixo, que es un español que dirige la parte de teoría". En Google, indica Benjamín, "hay infinidad de recursos para que todo salga adelante también, y el gran esfuerzo que hace la empresa para que los trabajadores estén a gusto tiene un impacto muy positivo en los resultados", concluye.

La supremacía cuántica de Google está a la espera de que IBM publique un artículo sobre este mismo experimento en Summit. No sabemos ni siquiera si se va a hacer, pero mientras esperamos solo podemos hablar de los grandes talentos que se han marchado fuera de España a seguir brillando, como es el caso de Sergio y Benjamín.