El primer ordenador cuántico del mundo para centros de datos convencionales: simplemente conéctalo a la toma de corriente

La empresa irlandesa Equal1 presentó la primera computadora del mundo basada en un chip híbrido de silicio. El dispositivo, llamado Bell-1 en honor al físico teórico John Stewart Bell, se distingue por su compacidad y facilidad de uso: su masa ronda los 200 kilogramos, y para que funcione basta con enchufarlo a una toma de corriente convencional.

El nuevo sistema fue diseñado para su instalación en racks estándar de centros de procesamiento de datos. Gracias a ello, el Bell-1 puede integrarse fácilmente en la infraestructura existente de complejos de cómputo de alto rendimiento, ubicándose junto a los servidores tradicionales.

La principal característica de este desarrollo es su procesador híbrido, donde en un mismo cristal de silicio conviven transistores clásicos y cuánticos. Los primeros ejecutan las tareas informáticas habituales, mientras que los segundos sirven para crear cúbits, los análogos cuánticos de los bits convencionales. A diferencia del bit clásico, que solo puede estar en uno de dos estados (0 o 1), el cúbit, gracias al principio de superposición cuántica, puede existir en ambos estados simultáneamente, lo que en teoría permite realizar un número exponencialmente mayor de cálculos.

Equal1 utiliza en su desarrollo cúbits basados en los espines de electrones en silicio. Esto diferencia radicalmente al Bell-1 de otros sistemas de cómputo, donde se aplican tecnologías de iones atrapados o de cúbits superconductores. Los cúbits de espín en silicio tienen varias ventajas: son más compactos, se pueden escalar con mayor facilidad y, sobre todo, pueden producirse con el equipamiento estándar de semiconductores.

Los ingenieros lograron reducir significativamente el tamaño del dispositivo gracias a un sistema de refrigeración de circuito cerrado. Este permite mantener una temperatura de trabajo de 0,3 kelvins (alrededor de -272,85 grados Celsius) sin recurrir a voluminosos refrigeradores de dilución externos, que suelen requerir este tipo de sistemas.

Las temperaturas extremadamente bajas son necesarias para el funcionamiento estable de los cúbits. Al calentarse incluso unos pocos grados, las oscilaciones térmicas alteran sus estados cuánticos, lo que provoca errores en los resultados de las operaciones. Con todo, algunos tipos de ordenadores cuánticos pueden funcionar en condiciones más cálidas, pero la tecnología de Equal1 requiere un enfriamiento profundo para un rendimiento máximo.

Actualmente, el Bell-1 dispone de solo seis cúbits, y de momento eso no basta para resolver tareas prácticas. A modo de comparación, el procesador Willow, presentado recientemente por Google, contiene 105 cúbits. Sin embargo, este desarrollo tiene una ventaja importante: es el primer sistema disponible para uso comercial.

Según el director general de Equal1, Jason Lynch, combinar tecnologías cuánticas con procesadores clásicos modernos es el camino más rápido hacia la creación de un sistema informático capaz de realizar cálculos que cambien el mundo. Las posibles áreas de aplicación de estos dispositivos incluyen el desarrollo de nuevos medicamentos, la criptografía, la modelización computacional de sistemas complejos y el avance de la inteligencia artificial.

Un poco sobre Equal1: fue fundada en 2018 como una startup del University College Dublin. En la actualidad, cuenta con unos 45 empleados. Aunque su sede se mantiene en Irlanda, la compañía está ampliando su presencia en los Países Bajos, uno de los líderes mundiales en tecnologías cuánticas.

Recientemente, la empresa recibió inversiones de la Organización Neerlandesa para la Investigación Científica Aplicada (TNO), y abrió un centro de investigación junto a la Universidad Tecnológica de Delft, donde está surgiendo todo un clúster de startups tecnológicas.

Las principales empresas tecnológicas del mundo están formando equipos de especialistas en computación cuántica. Bell-1 será para ellos una herramienta de investigación importante: con él, los científicos podrán estudiar estados cuánticos y desarrollar métodos de corrección de errores. Dichos experimentos son necesarios para crear la próxima generación de procesadores cuánticos con mucha mayor potencia de cálculo.

No obstante, la competencia en este ámbito crece rápidamente: solo en los últimos meses, por ejemplo, Google presentó su chip cuántico Willow, Microsoft anunció el procesador Majorana y Amazon dio a conocer un desarrollo llamado Ocelot.