Programador de ordenadores cuánticos: el oficio futurista que nadie quiere aprender
Rodeados de promesas, los ordenadores del futuro avanzan hacia la supremacía cuántica. Cuando lo consigan (algo que Google tiene previsto para antes de que acabe el año), querrá decir que esta tecnología es capaz de realizar un cálculo fuera del alcance de cualquier ordenador actual. Sin embargo, programar los ordenadores que comercializa D-Wave o los chips cuánticos con los que trabaja la firma del todopoderoso buscador es mucho más complicado que darle órdenes a un ordenador convencional.
A la hora de hablar sobre programación cuántica, es necesario distinguir entre los tres tipos de tecnologías que se han desarrollado hasta el momento. Por un lado están los ordenadores cuánticos analógicos, sobre los que trabajan distintos grupos de investigación. Por otro, los llamados “ordenadores universales”, el tipo de modelos en los que trabajan empresas como Google o IBM gracias a procesadores cuánticos y simulaciones digitales, pero que aún no existen como tal en realidad. Finalmente, hay que distinguir los modelos de ordenadores cuánticos que comercializa la empresa D-Wave, en ocasiones cuestionados: se trata de computadoras analógicas que emplean el templado cuántico sobre materiales superconductores y que tampoco han conseguido alcanzar la supremacía.
Esta disparidad de tecnologías hace que, por el momento, la palabra programar pueda tener distintos significados en este campo: “Programar en el caso de un ordenador universal puede querer decir encontrar un conjunto de puertas físicas que se puedan utilizar para realizar la operación deseada”, explica a HojaDeRouter.com Roger Melko, investigador de la Universidad de Waterloo y director de un grupo multidisciplinar sobre computación cuántica. “En el caso de un ordenador de templado cuántico, programar puede querer decir definir el problema de optimización que debe ser resuelto [el único tipo de problema con el que pueden trabajar estos ordenadores]”, añade.
A pesar de esto, y conscientes de la necesidad de que cada vez más investigadores y programadores se acerquen a esta tecnología, las empresas están comenzando a ofrecer herramientas para que las personas ajenas a sus proyectos comiencen a familiarizarse con sus lenguajes y sus posibilidades. D-Wave, por ejemplo, hacía pública su herramienta Qbsolv a principios de año con el objetivo de que los desarrolladores aprendieran a interactuar con sus ordenadores sin necesidad de provenir del campo de la física cuántica.
IBM también ha tratado de acercar la programación en este ámbito a otros desarrolladores con IBM Quantum Experience, una plataforma de computación en la nube que, según la descripción de la compañía, permite a los usuarios ejecutar algoritmos y experimentos en el procesador, trabajar con los cúbits individuales (que pueden tomar el valor cero, uno o la superposición de ambos) y explorar tutoriales y simulaciones sobre lo que será posible realizar gracias a esta tecnología.
Sin embargo, programar un ordenador cuántico para que realice labores útiles no es una tarea sencilla. “Es complicado escribir programas que puedan aprovechar el poder de los ordenadores cuánticos de una forma en la que se obtengan resultados útiles y fiables”, explica Frederic Chong, investigador de la Universidad de Chicago especializado en el campo de las tecnologías cuánticas. “Es difícil porque un ordenador cuántico puede manejar simultáneamente varias soluciones para un mismo problema, a través de una propiedad denominada ‘superposición’, pero cuando tratas de medir el resultado solo obtienes una respuesta un tanto aleatoria”, concreta.
Aún así, hay quienes ven en este tipo de programación una clara oportunidad de negocio de la que podrían surgir nuevas compañías. De hecho, ya hay una incubadora de 'startups' canadiense (Creative Destruction Lab) que está llevando a cabo una competición para encontrar empresas que construyan un proyecto en torno a la programación de ordenadores D-Wave.
Un llamamiento a los programadores
Estos canadienses no son los únicos que ven en la programación cuántica una oportunidad. Recientemente, varios investigadores del Laboratorio Cuántico de Inteligencia Artificial de Google publicaron un artículo en la revista Nature en el que mencionaban la escasez de expertos con la habilidad de escribir algoritmos cuánticos. En el texto también afirmaban que aquella empresa que consiguiera ponerse, aunque fuera ligeramente, a la cabeza pondría a las demás en problemas para alcanzarla debido a esta falta de especialistas y al tiempo necesario para desarrollar los algoritmos.
En contraste, Chong no se muestra preocupado por una posible falta de talento: “Ahora mismo hay muchos estudiantes brillantes e investigadores interesados en hacer avanzar al campo”, explica. “También se está llevando a cabo mucho trabajo para desarrollar ‘software’ que haga más fácil a los programadores escribir programas para ordenadores cuánticos”, defiende este experto.
Roger Melko, sin embargo, cree que más allá de los expertos enormemente especializados que trabajan ahora mismo en las distintas tecnologías cuánticas, una generación de programadores más generalista está todavía lejos de existir. “Será en un futuro lejano”, puntualiza. Según el científico, aún no sabemos exactamente cómo será el ‘hardware’ de un ordenador cuántico, por lo que tampoco se puede saber cómo se traducirá el lenguaje humano a código máquina.
“Ahora mismo los ordenadores cuánticos solo están comenzando la transición entre la academia y el dominio público, y el interés crece en consecuencia”, explica el investigador. “Pero pasarán muchos años antes de que sean útiles para el público general”, añade. Melko considera que muchos otros avances en computación convencional, ‘machine learning’ o inteligencia artificial “irán y vendrán” antes de que los ordenadores cuánticos comiencen a tener un impacto real en nuestras vidas, y defiende que la clave se encuentra todavía en el 'hardware'.
“Construir el ‘hardware’ es el mayor reto. La gente aún no está de acuerdo exactamente en cuál será el aspecto de un cúbit. ¿Será un anillo superconductor, un ion frío atrapado en un rayo láser, un espín nuclear o algo diferente? Los científicos todavía trabajan en esta cuestión básica todos los días”.
Esta incertidumbre, así como la disparidad entre las tecnologías cuánticas existentes, hace que solo aquellos científicos más especializados trabajen en el desarrollo de algoritmos. La de programador de ordenadores cuánticos es por el momento una profesión del futuro (no muy cercano) que expertos de fuera del sector no parecen demasiado interesados en aprender, algo que algunas compañías temen que pueda frenar el avance de esta tecnología.
-----------------------
