IBM desarrollará en 2025 superordenadores cuánticos que integrarán procesadores y redes de comunicación cuánticos y clásicos trabajando juntos sin fricciones. Una revolución en el campo de la computación equivalente a pasar de mapas en papel a sistemas de navegación GPS.
IBM, pionera en la exploración de los límites de la computación, ha trazado una hoja de ruta que promete revolucionar el panorama tecnológico global: se propone construir este año supercomputadores cuánticos que integren recursos clásicos y cuánticos, según ha informado el gigante tecnológico en una actualización de su hoja de ruta tecnológica.
Con esta iniciativa, IBM busca resolver problemas que van más allá de las capacidades de la supercomputación actual, que utiliza procesadores clásicos para realizar cálculos en paralelo a gran escala. La computación cuántica, que aprovecha los principios de la mecánica cuántica, como la superposición y el entrelazamiento, para procesar información de manera exponencialmente más eficiente en ciertos problemas, se aliará ahora con la supercomputación clásica para aumentar su capacidad de procesar información hasta límites desconocidos.
Largo camino
El viaje de IBM hacia la computación cuántica comenzó en 2016, cuando puso en la nube la primera computadora cuántica, democratizando el acceso a esta tecnología emergente. En 2017, lanzó Qiskit, un kit de desarrollo de software de código abierto que permitió a los desarrolladores experimentar con algoritmos cuánticos. Posteriormente, en 2021, marcó un hito con el procesador “Eagle”, el primero en superar los 100 cúbits, junto con un entorno llamado Qiskit Runtime que en 2023 y 2024 aceleró enormemente la ejecución de programas cuánticos.
Sin embargo, en su hoja de ruta actualizada para 2025, IBM ha presentado un plan audaz para construir supercomputadores cuánticos que combinen sin fricciones procesadores clásicos y cuánticos en una “tela computacional” capaz de resolver problemas imposibles para los sistemas actuales.
Escalabilidad, clave
La escalabilidad se presenta como uno de los retos clave en el desarrollo de la computación cuántica. A medida que los problemas se vuelven más complejos, también aumenta la cantidad de cúbits necesarios para resolverlos. Para abordar esto, IBM ha desarrollado una estrategia basada en arquitecturas modulares. Por ejemplo, el procesador “Heron”, con 133 cúbits, introduce comunicación clásica en tiempo real entre procesadores. Más adelante, en 2024, el procesador “Flamingo”, con 462 cúbits, agregó enlaces de comunicación cuántica, permitiendo la conexión de múltiples chips en sistemas de más de mil cúbits.
Para 2025, IBM planea lanzar el procesador “Kookaburra”, un sistema multi-chip con capacidad para 1.386 cúbits, que podrá ser escalado hasta 4.158 cúbits mediante enlaces de comunicación cuántica. Esta modularidad no solo supera las limitaciones físicas de los chips actuales, sino que también allana el camino para una nueva generación de supercomputadores.
Innovaciones en software y programación
El hardware es solo una parte de la ecuación. IBM lidera una revolución en la programación y utilización de sistemas cuánticos, abriendo nuevas posibilidades para usuarios y desarrolladores. Una de las herramientas clave es el citado Qiskit Runtime, que ahora incluye “circuitos dinámicos” capaces de modificar operaciones en tiempo real. Esto no solo aumenta la eficiencia, sino que también mejora la calidad de los resultados al reducir errores.
Otro avance es el modelo de programación “Quantum Serverless”, que permite a los desarrolladores combinar recursos cuánticos y clásicos sin preocuparse por la infraestructura subyacente. Gracias a esta arquitectura, IBM está facilitando técnicas como el “circuit knitting”, que divide problemas complejos en tareas más pequeñas y las integra posteriormente mediante recursos clásicos. Estas innovaciones están diseñadas para que los usuarios se enfoquen en desarrollar aplicaciones, no en superar barreras tecnológicas.
Impacto en la Sociedad
El potencial de los supercomputadores cuánticos es inmenso. En campos como la química, la inteligencia artificial y la optimización, esta tecnología podría resolver problemas que actualmente desafían incluso a los supercomputadores más avanzados. Por ejemplo, podría simular moléculas complejas para acelerar el desarrollo de medicamentos o diseñar nuevos materiales con propiedades nunca vistas.
IBM ya está colaborando con una red global de empresas y universidades para desarrollar aplicaciones prácticas. Desde la investigación en química cuántica hasta la creación de modelos de aprendizaje automático, el impacto de esta tecnología podría transformar industrias enteras.
Pero todavía serán necesarios algunos años más para demostrar el correcto funcionamiento de estas unidades de procesamiento cuántico (QPU) modulares, advierte la compañía, ya que su conectividad y sincronización requieren cientos de componentes llamados “acopladores”, de los que hasta ahora IBM sólo ha desarrollado dos tipos. Además, un tipo de acoplador completamente diferente (todavía en desarrollo) será esencial para las computadoras cuánticas totalmente modulares. Es decir, aunque la meta de 2025 es ambiciosa, todavía existen desafíos por resolver.
Salto tecnológico
Sin embargo, “para 2025, habremos eliminado las principales barreras para escalar los procesadores cuánticos a través del hardware cuántico modular, la electrónica de control y la infraestructura criogénica que lo acompañan”, considera Jay Gambetta, vicepresidente de investigación de computadoras cuánticas en IBM.
Lo realmente importante detrás de esta iniciativa es que la transición hacia los supercomputadores cuánticos representa un cambio de paradigma comparable a pasar de mapas en papel a sistemas de navegación GPS, destaca Gambetta.
Este paralelismo resalta cómo los avances en computación cuántica redefinirán la manera en que enfrentamos desafíos tecnológicos y científicos. Siguiendo con el ejemplo, mientras que los mapas en papel ofrecen una representación estática y limitada de la realidad, los sistemas GPS combinan datos en tiempo real, algoritmos avanzados y capacidad de adaptación para ofrecer soluciones inmediatas y personalizadas. De manera similar, los supercomputadores cuánticos integran recursos clásicos y cuánticos para abordar problemas de una manera más dinámica, eficiente y con un alcance hasta ahora inimaginable.
Una nueva revolución tecnológica está en puertas.
