25 novembre 2019

Sergio Boixo: fita en l’era quàntica


Fa uns dies Google sorprenia el món anunciant que havia aconseguit que un ordinador quàntic fes en pocs minuts un càlcul que una màquina convencional hauria tardat anys a fer. La notícia incloïa un nom propi: Sergio Boixo, científic en cap del grup de Teoria de Computació Quàntica de Google, i un titular publicat en tots els mitjans de comunicació, l’assoliment de la supremacia quàntica.

De la rapidesa de càlcul, gestió de dades i augment de la seguretat, se’n diu supremacia quàntica. Aquest èxit capdavanter a mans de Sergio Boixo anuncia que ja és una realitat i suposa acostar-nos a una nova revolució tecnològica i un canvi de paradigma en els camps del coneixement i la ciència.

Sergio Boixo és enginyer informàtic per la Universitat Complutense de Madrid. Posteriorment es va llicenciar en Filosofia i en Matemàtiques per la Universitat Espanyola d’Educació a Distància i, el 2003, va iniciar el doctorat en Física Teòrica a la Universitat de Nou Mèxic d’Albuquerque (Estats Units) gràcies a una beca de ”la Caixa”.

Malgrat que aquests dies està molt sol·licitat per tots els mitjans de comunicació, des del Blog Becaris ”la Caixa” li hem pogut fer unes preguntes i, per descomptat, el felicitem per aquesta gran notícia.

P. A més de poder fer càlculs que ara no són possibles, els ordinadors quàntics tindran un impacte difícil de preveure, quines aplicacions es podran desenvolupar en el futur que ara són impensables?

R. Crec que els pròxims anys els ordinadors quàntics tindran aplicacions en simulacions quàntiques, atès que són realment difícils per a les computadores clàssiques. Per exemple, si poguéssim simular la química quàntica, podríem fer coses com ara dissenyar bateries millors, i això beneficiaria el medi ambient perquè revertiria en cotxes elèctrics i una xarxa d’energia més eficients. També podríem reduir l’energia que cal per fabricar fertilitzants; avui la fixació de nitrogen en la producció de fertilitzants genera més del 2 % de les emissions de CO2 del món. Més endavant, la computació quàntica també podria ajudar a resoldre problemes d’optimització, aprenentatge automàtic i altres aplicacions. La computació quàntica és una capacitat computacional completament nova, i estem entusiasmats amb les possibilitats que s’obriran.

P. Ara que s’ha demostrat que un ordinador quàntic funciona millor que un supercomputador, quina serà el pas següent de la vostra recerca?

R. La nostra demostració va consistir a fer un càlcul molt especialitzat; encara queda molta feina per fer per desenvolupar aplicacions pràctiques. La primera aplicació pràctica que estem explorant consisteix a generar nombres aleatoris verificables, una idea proposada per Scott Aaronson, científic de computació de la Universitat de Texas. Els nombres aleatoris tenen aplicacions importants en seguretat informàtica. Altres membres del nostre equip treballen per millorar els algoritmes de simulació quàntica amb l’objectiu de trobar altres aplicacions pràctiques abans que disposem d’ordinadors quàntics amb correcció d’errors. La nostra meta a llarg termini és precisament construir ordinadors quàntics amb correcció d’errors, però per aconseguir-ho encara falten uns deu anys. Per tant, una altra línia de recerca consisteix a fer experiments sobre correcció d’errors, per comprovar que continuem avançant en la direcció adequada.

Sens dubte, estem vivint un moment històric i tenim davant nostre anys de reptes per a la recerca en computació quàntica.