Japón ha encendido el primer superordenador híbrido cuántico completamente funcional del mundo. En el instituto Riken en Saitama, el poderoso Fugaku se ha unido al Reimei, un procesador cuántico de 20 qubits, creando un sistema capaz de resolver en horas cálculos que requerirían años a los superordenadores tradicionales.
Japón enciende el futuro: el primer superordenador cuántico híbrido es una realidad
Antes de ver por qué es tan importante este superordenador y por qué es igualmente fundamental su integración con el procesador, es necesario aclarar qué es un ordenador cuántico y cómo funciona. Intentaré explicarlo de la manera más sencilla posible.
Los ordenadores tradicionales (como tu smartphone o laptop) usan «bits» para procesar la información. Cada bit puede ser solo 0 o 1, como un interruptor que puede estar encendido o apagado. Los ordenadores cuánticos, en cambio, usan «qubits» (es decir, bits cuánticos).
¿Cuál es la diferencia entre los dos? Un qubit puede ser 0, 1, o ambos al mismo tiempo. Este estado de «ser dos cosas al mismo tiempo» se llama superposición y es posible gracias a las leyes de la física cuántica.
Ahora, los qubits pueden ser creados de diferentes maneras. Algunos usan partículas subatómicas como electrones o fotones. Otros usan átomos enfriados casi al cero absoluto. Lo importante es que estos sistemas sigan las leyes de esta rama de la ciencia que sigue siendo un misterio, aunque quizás no por mucho tiempo.
Estos qubits son extremadamente delicados: temperaturas, vibraciones o campos electromagnéticos pueden perturbarlos fácilmente y pronto veremos por qué esto es tan importante. Por eso los ordenadores cuánticos operan en ambientes súper controlados y a temperaturas muy bajas.
Ahora, volvamos a nosotros y al Fugaku.
Los ordenadores cuánticos convencionales tienen dificultades para operar de manera autónoma debido a sus inestabilidades de las que acabamos de hablar. El sistema Reimei-Fugaku supera estas limitaciones combinando la solidez del procesamiento clásico con las capacidades únicas del cálculo cuántico.
A diferencia de los sistemas cuánticos basados en qubits superconductores, Reimei utiliza iones atrapados – átomos cargados eléctricamente suspendidos en campos electromagnéticos y manipulados con precisión láser. Esta tecnología ofrece qubits más estables y mejor conectados entre sí, reduciendo drásticamente los errores de cálculo.
El verdadero avance técnico está en el sistema «ion shuttling»: los qubits se mueven físicamente dentro del circuito, permitiendo operaciones más complejas. Es un poco como tener un tablero de ajedrez donde las piezas no están limitadas a sus posiciones iniciales, sino que pueden reconfigurarse dinámicamente durante la partida.
¿Pero cómo enfrenta el superordenador Fugaku el problema crucial de los errores cuánticos? A través de un sofisticado sistema de corrección que agrupa los qubits físicos en «qubits lógicos», distribuyendo la información en varios puntos. Datos en mano, ya ha reducido la tasa de error 800 veces en comparación con los sistemas tradicionales.
En esencia, en lugar de almacenar una información en un solo qubit físico, el sistema distribuye la información en varios qubits físicos que, juntos, forman un «qubit lógico».
Una metáfora para entenderlo bien podría ser un sistema de votación por mayoría. Si tienes tres personas que deben decidir entre «sí» (1) y «no» (0), y dos dicen «sí» mientras una dice «no», la decisión final será «sí». De la misma manera, si algunos qubits físicos dentro de un qubit lógico sufren un error, los otros qubits «votan» para mantener la información correcta.
Los campos que se beneficiarán primero de esta tecnología serán seguramente la física de materiales y la química computacional en primera línea, con aplicaciones que van desde el desarrollo de nuevos catalizadores hasta el diseño de baterías más eficientes.
