El Sistema de Computación Cuántica Orion: ¿nueva revolución informática?

Sin palabras me he quedado al leer sobre el sistema de computación cuántica llamado Orion que la compañía canadiense D-Wave presentará la semana que viene al público. La descripción técnica está llena de términos que asombran a la vez que asustan un poco (formas #13 y #16 de fin del mundo); al leerlo se hace difícil llegar a distinguir lo real de lo que hasta ahora parecía futurista, o incluso si todo podría ser una «fantasmada» o una broma (no lo parece); tampoco se distingue fácilmente si el pretendido avance es tan importante o puramente simbólico, teórico o más bien práctico como se afirma. Lo cierto es esto: la descripción es totalmente acojonante, así que trascribo los mejores fragmentos:

El Sistema Orion es un acelerador por hardware diseñado especialmente para resolver un problema NP-completo concreto llamado modelo bidimensional Ising de un campo magnético [PDF]. Está construido sobre un sistema de computación cuántica adiabático [PDF] de 16 qubits. Está diseñado para que pueda usarse como módulo con cualquier aplicación que requiera resolver problemas NP-completos (…) Los qubits [bits cuánticos] están acoplados como se ve en la foto con otros qubits vecinos a través de un transformador de fluzo^* tuneable [PDF], con un total de 42 acopladores (…) La temperatura base a la que opera es de 5 mK, es decir, 0,005 kelvins por encima del cero absoluto, lo cual es 500 veces más frío que el vacío intelestelar (…) Usar el Sistema Orion es muy simple: basta programar la aplicación para que le pase el problema NP-completo a Orion cuando sea necesario resolverlo, el resto no requiere modificación. En la presentación se harán dos demostraciones: una que encuentra patrones en bases de datos de moléculas, otra más mundana que sirve para asignar asientos a gente según ciertas reglas.

(*) Vale, el original es flux, traducido «flujo»… Pero «fluzo» mola más. Y lo de que los acopladores sean 42 es así, tal cual.

Algunos medios ya están tildando la investigación de D-Wave como salto cuántico en el mundo de la computación (nunca mejor dicho, The Guardian); por otro lado un artículo en Business 2.0 / CNN titula algo así como ¿Puede superar D-Wave a los mayores laboratorios de investigación del mundo…? ¿O es sólo humo? que incluye muchas historias sobre los problemas financieros de la compañía y su fundador. Techworld lo describe como El Ordenador Cuántico Debuta la Semana que Viene con una frase tremenda: «puede realizar 64.000 cálculos a la vez (en «universos» paralelos) gracias a una nueva técnica.

También hay una buena dosis de escépticos entre los expertos, que no terminan de creerse de que la fórmula inventada por D-Wave sea válida y no tenga problemas o contrapartidas. De momento la empresa atesora más de cien patentes relacionadas con su sistema cuántico.

Le haré a este tema un seguimiento de cerca a ver en qué queda la cosa, que puede variar entre la llegada de una revolución mundial en computación, el fiasco total o algo indeterminado e intermedio (IANAQCE, me inclino por esto último). En el blog de Geordie Rose, fundador y CTO de la compañía, se está publicando mucha información interesante que me temo que sólo los verdaderos expertos sabrán descifrar.

(Vía jwz.)

Actualización (9 de febrero): Quantum leap forward for computer has techies atwitter (Ottawa Citizen) incluye declaraciones de un físico de Oxford que viene a decir «esto es comparable a cuando la gente dice que ha inventado la fusión fría», pero también de físicos del MIT que afirman «habrá que verlo, pero si van a hacer una demostración será que saben que funciona». Aunque el sistema Orion trabaja actualmente con 16 qubits también se dice que el reto sería escalarlo hasta 256 qubits, «lo cual sería bastante impresionante.» The Register da la noticia como 'World first' quantum computer set to debut next week con un enlace al interesante blog The Quantum Pontiff donde se habla del tema desde un punto de vista especialmente escéptico, incluyendo la pregunta de si realmente va a ser un «ordenador cuántico libre de errores», con énfasis en el «libre de errores» (uno de los mayores problemas de la computación cuántica es precisamente cómo librarse de los errores inherentes a ese tipo de sistemas).

Actualización (12 de febrero): La presentación es mañana, mientras tanto un par de artículos más, La primera computadora cuántica será presentada la próxima semana en The Enquirer y La primera computadora cuántica en Novedades Científicas.

Actualización (13 de febrero, el gran día): 15.00 GMT+2 La web de D-Wave ha sido renovada y ya está online, pero todavía no contiene información sobre las noticias de la presentación de hoy.

17.00: Ha salido la nota de prensa: World's First Commercial Quantum Computer Demonstrated by D-Wave Systems. En los blogs de Wired lo recogen simplemente como Quantum Computer Unveiled indicando que por un lado la nota de prensa de D-Wave es muy vaga y genérica, pero luego actualiza citando a ABCNews diciendo que la máquina demostrada al menos «existe», que puede realizar «64.000 cálculos simultáneos» y que «tiene el tamaño de una nevera». Lo que se echa en falta en este momento son reseñas de primera mano sobre lo que se ha visto en la presentación, a ver en las próximas horas sale algo mejor…

17:45 D-wave in D-news es el título de un importante post en The Quantum Potiff, el blog de un experto en el tema, donde se recogen muchos enlaces de sitios serios hablando sobre el tema, especialmente los más escéptico: The Orion Quantum Computer Anti-Hype FAQ es una especie de anti-FAQ escéptico para aclarar conceptos y poner las cosas y el las exageradas exectativas (hype) en perspectiva (Geordie Rose aparece en esos comentarios respondiendo críticas y criticando a su vez); Quantum computing: are we there yet? con algunas divagaciones más; Only two days to go, crítico con cómo se ha intentado presentar el avance; Adiabatic Quantum Computing, una buena definición; Everyone Brace For... Well, Something (Maybe) donde se menciona hasta La Singularidad. Curiosamente resulta ser un tema tan complejo que va a ser poco fiable leer las fuentes tradicionales y los diarios generalistas, que probablemente reproduzcan la nota de prensa sin mucho más análisis ni investigación, ya ha habido varios casos. Sobre algunas de estas cosas publicadas (ej. «hay ciertos tipos de problemas que no pueden ser resueltos con un ordenador digital»), como decían en Quantum Potiff…

Turing estaría revolviéndose en su tumba si leyera esa frase.

Sí, pero al mismo tiempo te vencería a ti y tú le vencerías a él, mientras simultáneamente es capaz de encargar unas pizzas para tus gatos.

18.30: Lo que la computación cuántica (no) puede hacer por nosotros, un interesante artículo en castellano en La Singularidad Desnunda que explica muchas cosas sobre las máquinas de Turing y las clases de problemas P y NP.

Actualización (14 de febrero), 10.00 GMT+2: Lawrence Ip de Google, que estuvo en la presentación, mandó un correo contando lo que vio, incluyendo:

• El sistema es capaz de resolver problemas de programación con enteros, y Rose explicó que sólo esperan ver una mejora cuadrática de momento. También explicaron que Orion no es un Ordenador Cuántico Universal pero que realmente esperan hacerlo universal.
  
• Compararon sus aproximación al problema con los de Celera en el Proyecto Genoma Humano, escalar rápido primero y preocuparse por la calidad de los qubits después. Esperan tener 1024 qubits a finales de 2008.
  
• Demostraron tres aplicaciones del mundo real en plan «caja negra» para ilustrar el tipo de problemas que es capaz de resolver Orion. Una busca proteinas en una base de datos, otra que coloca gente en los asientos de una boda de forma óptima y otra que resuelve sudokus.

11.00: La nota de Scientific American, First «Commercial» Quantum Computer Solves Sudoku Puzzles tiene una especie de toque irónico. Califica el anuncio de prematuro, «e incluso si ese ordenador hiciera lo que dice hacer, sería 1.000 veces demasiado pequeño como para resolver los problemas que se atascan en los ordenadores de hoy en día. Y los expertos no saben si funcionará haciéndolo mayor.». También mencionan que D-Wave va a enviar los resultados en forma de papers a una publicación científica importante para que comience una evaluación por pares tradicional. Una de las ideas de D-Wave es poner el módulo «solucionador de problemas» online en Internet para que la gente pueda probarlo (tal vez a través de algunas APIs), aunque de momento el Sistema Orion sea más lento que los ordenadores ordinarios. Este es el vídeo en el que el Sistema Orion resuelve Sudokus con un software llamado SudoQ.

15.00: Más noticias que van saliendo en castellano: Presentación del computador cuántico (Barrapunto); El primer computador cuántico de la historia (The Inquirer); Presentado el ordenador cuántico de D-Wave (Noticias3D). También en inglés: Quantum Letdown: First Commercial Quantum Computer Debuts, Severely Disappoints (decepción: «hay una gran diferencia entre cambiar la forma en que el mundo utiliza la computación y resolver estúpidos puzzles»); Start-up demos quantum computer (muy neutra); D-Wave qubits in the era of Quantum Computing (The Register); Start-up demos quantum computer (ZDNet); Canadian researchers to sell quantum chips by 2008 (Computerworld); Prototype Commercial Quantum Computer Demo'ed (Spectrum IEEE) que arranca con un «en D-Wave tienen razón para estar confiados» e incluye unas declaraciones de Lieven Vandersypen del MIT, pionero en computación cuántica, concluyendo con un escéptico «todavía está por ver si sirve para algo»; First commercial quantum computer plays Sodoku (Boing Boing) da ambas versiones: mucho «hype» y excepticismo, cita la nota de Scientific American.

Actualización (15 de febrero), 10.00 GMT+2: Parece que la noticia se va apagando aunque todavía salen algunas más: First Quantum Computer demonstrated – Proof of concept (The Inquirer); Firm claims first «commercial» quantum computer (physicsweb, requiere registro).

Actualización (16 de febrero): Las noticias sobre la presentación se van enfriando totalmente, pero Wired publica The Father of Quantum Computing que es una larga entrevista al respecto con David Deutsch, de la Universidad de Oxford, uno de los padres de la computación cuántica. «Las opiniones sobre lo que se están tan divididas como el propio gato de Schrödinger, tanto dentro como fuera de la comunidad científica.» Deutsch cree que la idea de D-Wave de proporcionar una API vía web para probar su sistema es buena, pero que no está claro todavía si lo que han conseguido es cierto o no, si sirve de algo o no, y que deberían haber seguido los procedimientos científicos normales de revisión por pares y publicación en revistas del sector. También habla de las diferencias que hay entre las diferentes cosas que puede hacer un ordenador cuántico: simular sistemas cuánticos (con aplicación en biotecnología), criptografía cuántica (que ya existe) y otro tipo de cálculos y resolución de problemas – cosas totalmente diferentes. Deutsch añade que según su punto de vista, en cualquier caso, «los ordenadores cuánticos no van a ser tan revolucionarios como lo fue Internet, o como lo fueron los primeros ordenadores en su día.».

Por otro lado, mi amigo José Manuel Fernández que lleva años trabajando y enseñando en el campo de la computación cuántica y la seguridad informática, me envió este comentario:

El modelo teórico de cálculo de los ordenadores cuánticos «adiabáticos» es un poco diferente del de los ordenadores cuánticos «normales» (como el del experimento de IBM que mencionas). No ha habido demostración científica que son más poderosos que los normales, aunque si haya algunos científicos serios que creen que pueden resolver problemas NP-completos. Los normales no pueden. (…) Esto de D-Wave habría estado bien si lo hubieran publicado en una revista científica y que lo hubiese analizado de cerca unos cuantos científicos independientes. Si realmente hace lo que dicen es científicamente interesante, pero de allí a que tenga un impacto importante sobre la meta final de construir el ordenador cuántico. Que hayan montado un circo mediático a la vuelta de eso, probablemente es que porque andan mal de dinero y quieren ver atraen algo de inversión de capital de riesgo, tal vez de gente que haya visto demasiadas películas Star Trek.

Si surge algo nuevo iré actualizando en esa otra anotación: El Sistema Cuántico Orión no está ni vivo ni muerto, sino todo lo contrario.