Se busca ordenador cuántico de 20 cúbits por 10 millones de euros (con Linux)
Empieza la carrera cuántica en España. El Centro Nacional de Supercomputación (también conocido como Barcelona Supercomputing Center, BSC) ha sacado a concurso la compra de un computador cuántico a cambio de 10 millones de euros. El ordenador se instalará en Barcelona, aunque las 25 universidades y centros de investigación miembros del proyecto Quantum Spain podrán utilizar sus capacidades de cálculo de manera remota.
La computación cuántica quiere abrir un nuevo capítulo en la capacidad de procesamiento de información de las máquinas. Los ordenadores tradicionales se basan en bits, pulsos eléctricos u ópticos que pueden encenderse y apagarse, estableciendo el lenguaje binario clásico de unos y ceros en el que se ha cimentado hasta ahora el progreso digital. Un ordenador cuántico utiliza bits cuánticos o cúbits; partículas subatómicas con capacidad de estar en múltiples estados a la vez entre el uno y el cero, o superponer ambos. Ofrecen un espacio computacional inalcanzable para el sistema tradicional.
Los récords han caído uno tras otro en los últimos años. El Sycamore, el procesador cuántico de 53 cúbits de Google, mostró ser capaz de resolver problemas 150 veces más rápido que el superordenador tradicional más veloz del mundo (el Frontier, ubicado en un laboratorio de investigación en EEUU, que puede realizar más de un trillón de cálculos por segundo). Los científicos chinos que desarrollaron el Zuchongzhi, de 66 cúbits, mostraron que esta máquina podía solventar en tres minutos operaciones matemáticas que su competencia tradicional tardaría 600 millones de años en completar. Una velocidad que los 127 cúbits del Eagle, que IBM presentó a finales de 2021, podría llegar a doblar.
La primera aplicación práctica de la computación cuántica es la investigación y el desarrollo de nuevas moléculas. Por ejemplo, estudiando cómo un nuevo medicamento puede ser sintetizado por el cuerpo humano.
No obstante, el computador cuántico de España no llegará a esas cifras. La licitación abierta por el BSC pide que el ordenador suministrado tenga al menos 20 cúbits cuando esté finalizado en 2025, así como capacidad para ser ampliado hasta los 50.
“El objetivo de Quantum Spain no es competir con otros computadores cuánticos en número de cúbits. Queremos calidad antes que cantidad. Este es un proyecto realista que apuesta por tener un ordenador cuántico potente, pero no a costa de sacrificar aquellas propiedades cuánticas que lo hacen especial", explica Alba Cervera, coordinadora de Quantum Spain.
"El objetivo es tener un dispositivo funcional y de calidad, que sea útil y que pueda utilizarse para resolver problemas reales en el futuro próximo. Queremos que sirva para que España desarrolle algoritmos propios, que se fomente su uso transversal tanto para investigación como para empresas y que forme a los futuros usuarios y usuarias de esta tecnología", añade Cervera, doctora en computación cuántica.
España no alcanzará las cifras de los líderes en este campo, pero también ha comprometido mucho menos dinero en el proyecto. EEUU gastará 29.000 millones de dólares 2022 a 2026, mientras que se calcula que la inversión de China, que no ha hecho públicas las cifras, es similar. En comparación, los 10 millones que empleará el BSC en adquirir su primer computador cuántico (8,2 millones antes de impuestos) forman parte de una partida de 22 millones de euros con la que se financia el proyecto Quantum Spain. La cifra es ampliable a 60 millones en los próximos tres años, cubiertos en su totalidad por fondos europeos.
El BSC ha previsto que el computador cuántico español se construya chip a chip, a instalar cada seis meses hasta completar un mínimo de siete chips. El primer chip deberá tener al menos 2 cúbits y ser entregado en diciembre de 2022.
A partir de ahí, el pliego de condiciones técnicas exige que cada nuevo chip instalado mejore el anterior, y que el número de cúbits se doble cada dos generaciones. Antes de eso, la empresa que gane el concurso deberá instalar el propio ordenador cuántico en el recinto del BSC, un antigua capilla de Barcelona que compartirá con el supercomputador español MareNostrum.
La pieza principal y más característica de los ordenadores cuánticos es su refrigerador de dilución, un sistema basado en helio que alcanza temperaturas mucho más bajas que el enfriamiento por agua. Es tan llamativo que el BSC ha introducido como requisito deseable "la entrega de un refrigerador de dilución para su muestra al público y su exposición, sin que este tenga que ser funcional ni cumplir con ninguna especificidad respecto al tamaño".
Para el software del ordenador, el BSC ha exigido que este sea de código abierto. Tanto en el apartado de programación como en el de acceso e interacción con él. "Se deberá proveer contacto directo al BSC con los desarrolladores de dicho software de programación. Deberá servir para resolver dudas como para poder hacer peticiones de modificación del código de la herramienta", pide el centro.
"El sistema operativo deberá ser Linux, todos los componentes deberán llevar la misma versión de sistema operativo", añade el BSC.
Este es uno de los requisitos que podría echar para atrás a empresas como Google o IBM, cuyos desarrollos se basan en software privativo. Su modelo de negocio con esta tecnología es alquilar potencia de cálculo de manera remota a investigadores y empresas que requieran el uso de computadores cuánticos para sus experimentos o nuevos desarrollos. Microsoft, otra de los líderes del sector, estaría en la misma situación.
Este requisito, no obstante, no es negociable para el BSC, según expresa en el pliego de condiciones. La institución lidera también un proyecto europeo para llevar la lógica de código abierto también al terreno del hardware, en concreto a los chips. “Europa tiene que tener tecnología soberana, primero porque a nivel económico va a generar un rendimiento, pero segundo, porque si quieres hacer una internet ética, tienes que dominar la tecnología que la sostiene”, explicó en un reportaje de elDiario.es Mateo Valero, director del BSC.