Una de las claves de la computación cuántica es la red. Disponer de un PC con grandes capacidades por cada empresa o entidad que lo precise es imposible, mas reproducir el esquema actual de computación en la nube, con acceso a bases de datos distribuidas en el mundo entero, transforma en viable la democratización y extensión de este nuevo sistema de procesamiento. El responsable de computación cuántica de IBM, Jay Gambetta, ha anunciado este martes que su compañía, que compite en la carrera con otros gigantes como Google, Microsoft, Intel y Amazon, instalará el primer centro de datos cuántico europeo con procesadores de más de cien cúbits en Ehiningen, Alemania.

El objetivo del complejo, que va a estar operativo el año próximo, es dar acceso a la tecnología de computación cuántica útil a empresas, instituciones de investigación y organismos gubernativos. Un ejemplo de estas aplicaciones es el pacto entre IBM y la biotecnológica Moderna, vanguardista en terapias y vacunas de ARN mensajero (ARNm), como la desarrollada contra la covid, para emplear la computación cuántica y la inteligencia artificial en esta ciencia que ha salvado al planeta de la pandemia.

Ehningen ya dispone desde hace 3 años de una Ciudad Cuántica, donde se instaló la primera computadora comercial con este sistema de Europa, IBM Quantum System One. La segunda europea se completará en San Sebastián, asimismo el año próximo, de la mano de Ikerbasque (Fundación vasca para la Ciencia) Existen otros 4 en EE UU, Japón, Canadá y Corea del Sur.

El centro servirá a la zona europea de IBM Quantum y todos y cada uno de los datos de trabajo van a ser procesados en las fronteras de la UE. La instalación va a ser la segunda en el planeta de estas peculiaridades tras el complejo de la compañía en Nueva York (EE UU). “El objetivo es aprovechar la potencia de la computación cuántica para resolver algunos de los problemas más desafiantes del mundo”, ha señalado Jay Gambetta, vicepresidente de IBM Quantum. El directivo de la multinacional ha explicado que la capacidad de procesamiento por sobre los cien cúbits es esencial, ya que un potencial menor no aportaría una ventaja significativa en frente de sistemas de computación usuales. El procesador va a ser el Eagle de ciento veintisiete cúbits.

“El objetivo es aprovechar la potencia de la computación cuántica para resolver algunos de los problemas más desafiantes del mundo”

Jay Gambetta, vicepresidente de IBM Quantum

La red cuántica de esta compañía cuenta con más de sesenta organizaciones europeas que disponen de dispositivos y programas, entre aquéllas que resaltan la Universidad Bundeswehr, Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY), E.ON, la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), Fraunhofer-Gesellschaft, el Centro de Supercomputación y Redes de Poznan (PSNC) y T-Systems. IBM Quantum y el programa de código abierto Qiskit se usan en más de cien clases universitarias en Europa.

IBM Quantum System One instalado en el instituto de investigación Fraunhofer-Gesellschaft, en Alemania.
IBM Quantum System One instalado en el instituto de investigación Fraunhofer-Gesellschaft, en Alemania.HOLGER MUENCH

Uno de los ejemplos más prometedores en el uso de la tecnología cuántica y la asimismo emergente de inteligencia artificial (IA) generativa es la biomedicina, donde la capacidad y velocidad de cálculo de los nuevos sistemas pueden reducir los tiempos de desarrollos de fármacos. “Aprovechamos las innovaciones para ofrecer el mayor impacto posible en las personas a través de los medicamentos de ARNm”, asevera Stéphane Bancel, consejero encargado de Moderna.

Biomedicina

“Somos testigos de una revolución en el mundo de la computación, impulsada por los extraordinarios avances en IA y computación cuántica. Estos permiten a los científicos comprender mejor cómo se comportan las moléculas y cómo pueden facilitar la creación de otras totalmente nuevas”, agrega Darío Gil, vicepresidente senior y directivo de IBM Research

La mayoría de los modelos moleculares precisan cálculos y mediciones en 3 dimensiones de una molécula para pronosticar con precisión muchas de sus propiedades. Esta información se puede conseguir mediante simulaciones o ensayos de laboratorio, mas es un proceso imperfecto y costoso que puede llevar meses o años. En la actualidad se cuentan con estructuras detalladas de millones de moléculas, mas hay billones que pueden aportar una solución a las enfermedades más mortales.

Una investigación dirigida por el de España César de la Fuente, premio Princesa de Girona de investigación científica en dos mil veintiuno y maestro de bioingeniería en la Universidad de Pensilvania (EE UU), descubrió dos mil seiscientos tres péptidos (moléculas formadas por aminoácidos) con funciones biológicas que no guardan relación con el sistema inmunológico y que, no obstante, tienen actividad antiinfecciosa. La investigación, publicada en Nature Biomedical Engineering, recurrió a la inteligencia artificial para encontrar en ese enorme y ignoto campo de las proteínas los péptidos con capacidades para agredir a las bacterias patógenas, modular aquellas con funciones básicas en la colonia intestinal (microbioma) y con potencial antiinfeccioso.

Moderna experimentará con MoLFormer, un modelo de la multinacional basado en IA que ayuda a pronosticar las propiedades de una molécula y las peculiaridades de los posibles fármacos de ARNm. Moderna va a aplicar este modelo para optimar las nanopartículas lipídicas que encapsulan y resguardan el ARNm y las instrucciones a fin de que las células actúen en infecciones, inmunooncología, enfermedades extrañas, cardiovasculares y autoinmunes.

Es solo uno de los ejemplos más relevantes de la confluencia de computación cuántica e inteligencia artificial, mas es un campo enorme que va desde las finanzas o la seguridad en la red hasta la mejora de procesos industriales o la carrera espacial.

Pero para esto es preciso la creación de redes, una carrera en la que están implicados todos y cada uno de los gigantes de los servicios de computación. “Estamos construyendo los elementos que permiten conectar los ordenadores cuánticos, como un repetidor para conectarlos a larga distancia o las memorias cuánticas que hacen falta en los componentes intermedios. Desarrollamos el hardware y el software necesario para cuando estén listas las computadoras cuánticas”, asevera Antía Lamas Linares, líder del Centro de Redes Cuánticas (Center for Quantum Networking) de Amazon Web Services (AWS). Otras compañías que compiten en el ámbito son IonQ, Quantum Circuits, Rigetti Computing y Honeywell.

El especialista en centros de datos Paul Bevan, directivo de investigación de Bloor Research, piensa que ideas como la de IBM abre una ruta irrefrenable. Según ha afirmado a Tech Monitor, “estamos comenzando a ver un despliegue gradual de los centros de datos usuales y el incremento de la IA generativa empuja aún más la demanda de espacio de cómputo.