Las Cuencas cambian el chip: El Entrego ya tiene lista la "casa" del primer ordenador cuántico hecho en España, con un gasto de diez millones de euros

Asturias se ha sumado a la Red Española de Supercomputación con un modelo ya superado, pero no por ello menos eficiente, el MareNostrum4, la versión anterior a la que ahora utiliza el Barcelona Supercomputing Center (BSC) y que está considerado uno de los supercomputadores más potentes de Europa. Pero el Principado no se quedará ahí en su apuesta por el cálculo avanzado. El MareNostrum4 permitirá a los investigadores asturianos disponer de una capacidad de cálculo enorme, el equipo puede hacer en una hora lo mismo que 380.000 portátiles, el trabajo que un ordenador de los que todos tenemos en casa tardaría en realizar 46 años. Eso ya pone a Asturias en un lugar estratégico, pero hay otra carrera en la que el Principado se colocará en cabeza, y no solo de España sino de toda Europa.

El Centro de Investigación en Nanomateriales y Nanotecnología (CINN) de El Entrego, en San Martín del Rey Aurelio, lleva un año trabajando en el primer ordenador cuántico hecho en España y ahora ha dado un paso decisivo. Junto al edificio que ocupa el CINN, en las instalaciones del antiguo Pozo Entrego, se ha construido otro nuevo, y ahí será donde se desarrolle y se instale el gran superordenador que cambiará la tecnología computacional. La inversión total es de 10,6 millones.

El edificio ya está acabado y ahora toca equiparlo y trasladar a él los equipos del CINN para continuar con este proyecto pionero que tiene una inversión inicial de 7 millones de euros con cargo al ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades. En esos 7 millones no entra la construcción del edificio, impulsada por la agencia Sekuens con una inversión de 1,6 millones de euros.

Lo más singular, lo más disruptivo, no es la construcción desde cero de un ordenador cuántico en El Entrego. No se trata de clonar o copiar otras "máquinas" existentes, como podría ser el MareNostrum5. Los investigadores han desarrollado una tecnología propia, un modelo de computación cuántica que no existía. Lo han hecho con dos innovaciones. Mientras gigantes como IBM o Google centran sus esfuerzos en procesadores superconductores que requieren temperaturas cercanas al cero absoluto, en El Entrego se ha desarrollado un nuevo modelo de computación basado en átomos de Rydberg. Por aterrizarlo, si los ordenadores normales funcionan con "bits", los cuánticos lo hacen con "qubits", y en este último punto está una de las claves del superordenador de El Entrego. La tecnología actual utiliza circuitos superconductores, dispositivos muy delicados, para la fabricación de esos "qubits".

Los investigadores de El Entrego han logrado crear los "qubits" a partir de átomos que entran en estado de Rydberg, átomos superexcitados con láseres de alta precisión. Es decir, se prescinde de los circuitos y de la dependencia de las gigantescas empresas que los fabrican. El superordenador de El Entrego fabricará los "qubits" de una manera distinta a la que están usando los gigantes de la computación cuántica. Se compite en una liga tecnológica diferente, no como una copia de IBM o Google.

Participantes

Una vez logrado eso, que no es poco, en El Entrego se ha dado un paso más con el proyecto "Aprendizaje Automático en Simulaciones Cuánticas con átomos de Rydberg", impulsado por el consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), que lidera el proyecto a través del CINN, centro participado por el CSIC, la Universidad de Oviedo y el Principado, y que cuenta con la participación del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM) y el Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón (INMA, CSIC -Unizar).

Casi dos millones de euros más serán aportados por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades. La investigación servirá para construir una plataforma avanzada donde el hardware (el ordenador) y los algoritmos trabajen juntos para resolver problemas complejos del mundo real de manera más eficiente que los ordenadores clásicos. Entre las aplicaciones que se estudiarán en un futuro están la química cuántica, la distribución de antenas de telecomunicaciones, o la estabilidad de la red eléctrica.

Se trata de "combinar la computación cuántica con la inteligencia artificial para construir una plataforma avanzada donde el hardware y los algoritmos trabajen juntos para resolver problemas complejos del mundo real de manera más eficiente que los ordenadores clásicos", explican los impulsores del proyecto.

En El Entrego no se trabaja solo en una nueva forma de fabricar "qubits", sino en una nueva forma de operar y escalar ordenadores cuánticos, que es precisamente uno de los mayores cuellos de botella del sector hoy en día. El proyecto aspira a desarrollar un ecosistema tecnológico completo en el que el hardware cuántico y la inteligencia artificial evolucionen conjuntamente. Es como si ese nuevo edificio que se ha construido junto al castillete del Pozo Entrego fuese el famoso "garaje" de Los Altos, California, donde Steve Jobs y Steve Wozniak fundaron Apple en 1976.

Del mismo modo que la "manzanita" revolucionó la telefonía móvil al integrar en un mismo producto el dispositivo, el sistema operativo y las herramientas que permiten aprovechar todo su potencial, los investigadores del CINN buscan crear una plataforma en la que los algoritmos de aprendizaje automático, la IA, ayude a controlar, calibrar y optimizar el funcionamiento del propio ordenador cuántico que luego se podrá utilizar para mejorar a su vez a la propia IA. El objetivo es aumentar su estabilidad y capacidad de cálculo para abordar problemas que hoy resultan extremadamente difíciles para los ordenadores convencionales, desde el diseño de nuevos materiales y medicamentos hasta la optimización de redes eléctricas o de telecomunicaciones, situando a Asturias, desde la Cuenca del Nalón, en una línea de investigación con potencial para influir en el futuro de la computación avanzada a escala internacional.

Centro puntero

Puede parecer descabellado, pero no lo es en absoluto. El CINN es un centro de investigación puntero. Por poner solo un ejemplo, de El Entrego han salido materiales ultrarresistentes y componentes optomecánicos destinados a futuros sistemas de análisis de la atmósfera del planeta Marte.

Entre el edificio, el superordenador y su unión con la IA, el presupuesto global asciende a 10,6 millones de euros, precisamente lo que costaba el proyecto inicial de ampliación del CINN al que finalmente se renunció. Comparado con los miles de millones que invierten IBM o Google en computación cuántica es un grano de arena, un pequeño átomo, pero tratándolo de la forma adecuada, desde el CINN pueden revolucionar el mundo de la supercomputación, tanto en la forma como en el fondo.

Mientras el superordenador MareNostrum4 que ahora utilizarán los investigadores asturianos representa la culminación de la computación clásica, el proyecto que se desarrolla en El Entrego explora un paradigma radicalmente diferente. No busca construir una versión más grande o más rápida de los ordenadores actuales, sino aprovechar las propiedades de la mecánica cuántica para afrontar problemas que resultarían inabordables incluso para algunas de las máquinas más potentes del mundo.

El cambio es comparable al salto del teléfono móvil al smartphone. Una nueva revolución industrial con epicentro en las cuencas mineras asturianas cambiando el carbón que movió el mundo por los "qubits".

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