Itziar Lecea/Ciutadella – La computació quàntica és un dels camps més fascinants —i alhora més difícils d’explicar— de la ciència contemporània. Sovint associada a conceptes abstractes i a un futur tecnològic llunyà, en realitat ja s’està desenvolupant avui en laboratoris i centres de recerca d’arreu del món. Enfora de la idea d’ordinadors domèstics superpotents, aquesta nova generació de màquines té un objectiu molt concret: resoldre problemes que els ordinadors actuals, per molt avançats que siguin, no poden abordar.
El ciutadellenc Josep Bosch, enginyer sènior d’algoritmes quàntics a Qilimanjaro Quantum Tech, treballa precisament en aquest àmbit. Amb només 27 anys, ha participat recentment a la conferència APS Global Physics a Denver, un dels esdeveniments més importants del món en el camp de la física. En aquesta entrevista, explica amb claredat i voluntat divulgativa què és la computació quàntica, per a què servirà i com pot transformar —encara que no sempre de manera visible— el nostre dia a dia.
Per començar, qui ets i a què et dediques?
Jo soc en Josep Bosch, som de Ciutadella i vaig estudiar el grau de Física a la Universitat de Barcelona. Després vaig fer un màster en Ciències i Tecnologies Quàntiques, també a la Universitat de Barcelona. Ja durant la carrera em vaig començar a interessar per la computació quàntica, i abans fins i tot d’acabar el màster ja vaig fer pràctiques a una empresa del sector. Després ja m’hi vaig quedar a fer feina. L’empresa es diu Qilimanjaro Quantum Tech i es dedica a computació quàntica.
És una empresa que treballa en tot el procés, el que es diu “full stack”: des del hardware —és a dir, l’ordinador físic— fins als algoritmes i la teoria. Jo estic a l’equip d’algoritmes, i la meva feina és investigar per a quins problemes poden servir aquests ordinadors i on poden donar avantatge.
Quan parlam de computació quàntica, de què estam parlant exactament?
Els ordinadors que tenim avui dia, els que anomenam clàssics, són molt útils i serveixen per fer moltíssimes coses. Però hi ha certes tasques que els costen molt. Sobretot problemes que creixen molt ràpid en complexitat, com alguns problemes d’optimització o la simulació de molècules i materials. Encara que vagis fent els ordinadors més potents, arriba un punt que no poden més. Els ordinadors quàntics aprofiten les lleis de la mecànica quàntica per tractar la informació d’una manera completament diferent. Açò fa que, per certes tasques, puguin ser molt més eficients.
Com ho podríem explicar de manera senzilla?
Una manera d’entendre-ho és amb un exemple. Imagina un camió que ha de repartir paquets i ha de trobar la millor ruta. Un ordinador normal provaria una ruta, després una altra, després una altra… i així fins trobar la millor. El problema és que el nombre de rutes creix molt ràpid, i arriba un moment que és impossible provar-les totes. Un ordinador quàntic, simplificant molt, pot treballar amb totes aquestes opcions al mateix temps i després quedar-se amb la millor. És una manera diferent de processar la informació.
Açò vol dir que són molt més potents?
Per certes tasques, sí. Es diu que poden tenir un avantatge exponencial, és a dir, que creixen molt més ràpid en capacitat que els ordinadors normals. Però no són millors en tot. No substituiran els ordinadors clàssics, sinó que seran una eina complementària.
Per tant, no tindrem ordinadors quàntics a casa?
No, o almenys no és el que s’espera ara mateix. Són màquines molt complexes. Per exemple, han de funcionar a temperatures extremadament baixes, pràcticament a -273 graus. A més, requereixen una infraestructura molt cara i delicada. La idea és que estiguin en centres especialitzats o supercomputadors, i que la gent hi accedeixi a través d’internet, enviant-hi les tasques que vol resoldre.
Quins problemes poden ajudar a resoldre?
Un dels camps més importants és la simulació de molècules. Açò és clau per dissenyar nous fàrmacs o nous materials. Simular una molècula amb un ordinador normal és molt complicat. Amb un ordinador quàntic, en canvi, es pot fer de manera més natural, perquè segueix les mateixes lleis físiques. També hi ha problemes d’optimització, com logística, transport o energia. I fins i tot aplicacions en física fonamental, per entendre millor com funciona l’univers.
Parlam d’un impacte molt tècnic. Ho notarà la gent en el seu dia a dia?
Sí, però probablement no de manera directa. És a dir, tu no faràs servir un ordinador quàntic a casa, però sí que notaràs els seus efectes. Per exemple, en medicaments més avançats, materials més eficients o sistemes més optimitzats. És una tecnologia que treballa “per darrere”, però que pot tenir un impacte molt gran.
També es parla molt de la relació amb la intel·ligència artificial.
Sí, s’espera que els ordinadors quàntics puguin ajudar a millorar la intel·ligència artificial. Donen una manera diferent de fer càlculs, i açò pot aportar noves eines. Encara no està del tot clar com serà aquesta combinació, però és una línia de recerca molt activa.
En quin punt es troba actualment la computació quàntica?
Encara està molt en desenvolupament. És una tecnologia amb molt potencial, però encara queda molt per fer.nNo només s’han de construir els ordinadors, sinó també els algoritmes. Els que tenim ara no serveixen per aquests ordinadors, s’han de crear de nous. Però és un camp que avança ràpid, i cada any hi ha molts avanços i cada vegada hi ha més gent interessada. També perquè és una tecnologia amb molt potencial econòmic, i açò fa que hi hagi molta inversió. Però també és veritat que cada vegada que resols una pregunta, te’n surten tres més.
Hi ha diferents maneres de construir aquests ordinadors?
Sí, hi ha diverses tecnologies i encara no està clar quina serà la que s’imposarà. És com una carrera entre diferents aproximacions. I a vegades una tecnologia que sembla més endarrerida fa un salt i avança les altres.
Aquests dies has participat a una de les grans trobades internacionals del sector. Què és l’APS Global Physics?
És la conferència de física més gran del món. Hi va gent de tot tipus: estudiants, investigadors, empreses… Allà es presenten els avanços més recents en molts camps de la física, no només en computació quàntica. Jo vaig presentar una tècnica que hem desenvolupat amb el meu equip. Com que els ordinadors quàntics actuals tenen pocs recursos, la idea és combinar-los amb ordinadors clàssics. És a dir, fer algoritmes híbrids. Una part del càlcul es fa amb l’ordinador quàntic i una altra amb el clàssic, per aprofitar millor els recursos disponibles.
Quina importància tenen aquestes trobades?
Són molt importants perquè no només presentes la teva feina, sinó que també coneixes altres investigadors, comparteixes idees i pots iniciar col·laboracions. Hi ha coses que només es poden discutir cara a cara.
Espanya té presència en aquest camp?
Sí, tot i que hi ha menys gent que en altres països, s’estan fent coses importants. Per exemple, al Barcelona Supercomputing Center ja s’han instal·lat ordinadors quàntics i s’està treballant per integrar-los amb supercomputadors clàssics. Açò és clau, perquè els ordinadors quàntics no funcionaran sols, sinó combinats amb la infraestructura que ja tenim.
Creus que hi haurà un “boom” social com el de la intel·ligència artificial quan apareguin els ordinadors quàntics?
És difícil de dir. Probablement la gent no farà servir directament ordinadors quàntics. Però sí que notarà els seus efectes, igual que ara hi ha moltes coses que funcionen amb intel·ligència artificial sense que ho sapiguem.
Podria ser un avanç encara més gran que la IA?
Sí, pot ser un avanç molt important. Però potser no es notarà tant en el dia a dia immediat. Serà més aviat una millora progressiva de moltes coses: medicaments, materials, processos industrials…
Quin creus que és el futur d’aquest camp?
És difícil de predir. Però el potencial és molt gran. Fa dècades tampoc s’imaginava tot el que podrien fer els ordinadors actuals. Amb la computació quàntica pot passar una cosa semblant.
Amb què et quedaries per explicar-ho a algú que no en sap res?
Que és una tecnologia que encara està en desenvolupament, però que pot permetre resoldre problemes que ara són impossibles. I que, encara que no la vegem directament, acabarà millorant moltes coses del nostre dia a dia gràcies a tota la gent que hi fa feina darrere.
