La llamada "supremacía cuántica" ocurre cuando un ordenador cuántico es capaz de cálculos que a un ordenador clásico le llevaría miles de años

"Hace 40 años que John Martinis trabaja en la construcción de un ordenador cuántico. No él solo, claro. Lo hace 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, que aún no está claro si será posible, con una admirable seguridad y una relajada sonrisa. Se le notan los años dedicados a un reto de ciencia ficción: "Hace 40 años, cuando estaba en la universidad, nunca habría dicho que íbamos a construir un ordenador cuántico tan imponente".

Pero eso es exactamente lo que se propuso hacer Martinis cuando tenía 20 años. 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 otro físico cuántico, Scott Aaronson, para describir el trabajo de Martinis, y a él le gusta: "Construimos aparatos, que son algo rudimentarios, pero queremos demostrar 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 esté ajustado en su lugar".

El escepticismo respecto a la computación cuántica tiene una sólida tradición. Desde hace años 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 ahora sabemos lo que tenemos que hacer y las cosas pintan bien", explica. “La computación cuántica que hacemos ahora nos habría 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 este experto en Google y de la Universidad de California en Santa Barbara parece haber logrado la llamada "supremacía cuántica", que ocurre cuando un ordenador cuántico es capaz de cálculos que a un ordenador clásico le llevaría 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 la revista científica 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 gran paso, pero no definitivo: "Cuando construyes un sistema enorme no es obvio que sepas 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: "Los rivales menosprecian la reivindicación de supremacía cuántica de Google", decía el Financial Times. IBM, uno de los grandes competidores de Google en la carrera cuántica, sacaba este comunicado: 

"Creemos que el término de 'supremacía' sobre los ordenadores clásicos lleva a confusión. Los ordenadores cuánticos no son 'supremos' frente a los ordenadores clásicos solo por un experimento de laboratorio diseñado esencialmente para realizar una muestra muy concreta de un procedimiento sin aplicación práctica". Este autobombo según IBM, puede llevar al "invierno cuántico", al desinterés de público e inversores por la falta de resultados concretos.

A pesar de su cordialidad, Martinis guarda su munición intacta y le brilla el rabillo del ojo cuando cuenta 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 pronto en la calle y entonces responderemos a las preguntas", dice.

Sobre el posible invierno cuántico, Martinis también tiene una respuesta preparada: "Hace solo cinco años que llegamos a Google. Es difícil hacer que todo esto funcione. Creo que todos lo entendemos. Esperamos que sea un hito decir dónde estamos. No intentamos dar bombo a nada, sino ser extremadamente científicos".

Después de décadas de investigación en la universidad, el grupo de Martinis creyó que en 2015 el ordenador cuántico estaba listo para ser comercializado. Fue cuando Google entró en juego. "Incluso en Google había algo de escepticismo... Querían ver datos", dice.

Martinis insiste en seguir publicando, pero la computación cuántica ya no está en esa etapa inicial en la que todos empujaban en una dirección: "Era bueno para la disciplina. No es que tratáramos de superarnos para lograr un resultado un mes antes. Aprendíamos unos de otros. Así funcionaba este campo cuando se trataba solo de aprender y explorar la ciencia", dice. Ahora la competición trae dinero y malas caras.

En un perfil de 2017 en el Wall Street Journal, Bill Gates, cofundador de Microsoft decía sobre el proyecto cuántico de su empresa: "Es la única parte de Microsoft de la que no entiendo nada cuando asisto a las presentaciones". Gates no está solo en esto. Incluso a Martinis le llevó un tiempo pillarlo. "Cuando preparaba la tesis, a mediados de los ochenta, fui a una conferencia en la Universidad de California en Santa Barbara. Yo estaba en Berkeley entonces. Al final de la charla, Richard Feynman [premio Nobel de Física en 1965 por sus estudios en electrodinámica cuántica] habló de computación cuántica. Fue realmente increíble. Era el futuro. Lo gracioso es que esto 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 se quiere saber algo que no lleve años de matemáticas, puede quedarse con la respuesta que Martinis daba a sus hijos cuando eran pequeños: "Es que los átomos son borrosos". Y mejor no preguntar más, porque si se quiere entender cómo funciona realmente "hay que hacer un curso de mecánica cuántica y muchas matemáticas".

Eso es precisamente lo que hizo un programador de Google. "Hay gente muy lista", dice Martinis. Este desarrollador de software supo que en Google había un grupo que trabajaba con 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.

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 hecho nosotros mismos, y hay 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 ser un quebradero de cabeza: "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. Tienes que emparejar un par de cubits [bits cuánticos] porque estás montando un ordenador, pero a la vez debes aislarlos para que no haya ruido", explica Martinis.

Pero por otro lado, Martinis dice que este maravilloso  artilugio de precisión puede trasladarse en furgonetas: "Bueno, tienes que desmantelarlo un poco pero no mucho; cuando llegas a destino, lo reconstruyes". Es fascinante oír a alguien que habla de una de las máquinas más sofisticadas 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 que usan teclados y pantallas comunes.

Unas patillas locas y los andares deliciosamente desmañados de 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. Le resulta fácil transmitir su entusiasmo. Después de 40 años de desierto hay luz al final del túnel: "Tenemos que estar mucho más contentos que, no sé, hace 15 o 20 años porque ahora empezamos a ver algo", 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", dice sonriendo.

Tiene tan claro el camino a seguir 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."                  (Entrevista a john Martinis, Jordi Pérez, El País, 15/10/19)