Alejandro López (Los Alamos NL): “Cuando la materia se pone a ‘hablar’ optimiza mejor que ningún algoritmo”

Eugenio Mallol.-¿Cuáles son tus líneas de trabajo en el mítico Laboratorio Nacional de Los Alamos de EEUU?

Alejandro López.-En el laboratorio uno tiene dos líneas. Por un lado, hay que contribuir a sus proyectos, algunos más interesantes que otros, pero que permiten estar en contacto con muchas divisiones. Y, por otro lado, yo desarrollo mi propia línea tanto en quantum annealing, no tanto computación cuántica. Lo que hago es publicar en este ámbito, aunque está muy bien siempre mostrar que tienes un catálogo amplio de interés y de publicaciones. Quantum annealing se refiere al método desarrollado por la empresa D Wave para utilizar las fluctuaciones cuánticas. Lo que hace no es computar, sino que se refiere al proceso por el que los qbits pasan de un estado de alta energía a un estado base.

Eugenio Mallol.-En el SXSW utilizaste la analogía de la forja de una espada en la Edad Media.

Alejandro López.-Cuando metes un metal en un horno, se calienta y eso permite que todos los átomos empiecen a moverse, a distribuirse. A medida que enfrías, dejan de hacerlo y llegan a posiciones cristalinas. En la analogía cuántica, tienes un estado de alta energía y a medida que lo enfrías llega un estado base y se cristaliza. Esto es un proceso mecánico cuántico. Cuando está cristalizado es cero y cuando está en movimiento lleva información. El annealing sigue un proceso más o menos complejo, pero responde el modelo de Ising. Es un sistema muy simple, binario, con arriba y abajo, más o menos, y hay una interacción entre ellos y también con un campo externo. Es uno de los sistemas físicos más simples, pero muy potente.

Eugenio Mallol.-Dices que hay que dejar que la materia nos hable. Es un poco contraintuitivo en un mundo digital en el que parece que queremos domar a la materia.

Alejandro López.-Imagina que tienes un cuenco y pones una bola en la parte alta. Puedes hacer un modelo mecánico y poner las ecuaciones de Newton a evolucionar, o puedes simple mente soltarla y ver hasta dónde va. En este segundo caso, evitas resolver un sistema de ecuaciones, la materia habla por sí misma y te dice cómo funciona el rozamiento, la energía potencial, la energía cinética.

Eugenio Mallol.-Una alternativa a los algoritmos.

Alejandro López.-Sí. Eso es lo que los físicos experimentales hacen. A nivel clásico, a nivel macroscópico se hace todos los días. A nivel cuántico, la gente no tiene herramientas para hacerlo. Se puede coger un montón de qbits y ponerlos a evolucionar, según la ecuación de Schrödinger, pero puede resultar tan complejo que no merece la pena. En esos casos, a lo mejor conviene hacer un experimento y, para eso, plataformas como las de las de IBM y D Wave, son muy útiles.

Eugenio Mallol.-¿Y eso qué posibilidades abre, desde el punto de vista de cosas que hasta ahora no se podían experimentar?

Alejandro López.-Se supone que puede ser más rápido, más eficiente y más barato, porque en vez de poner un clúster a encontrar el estado base, simplemente hacen un algoritmo y las empresas pueden utilizar estos procesos mecánico-cuánticos para encontrar esa respuesta. Me gusta ver cómo la materia, por sí misma, realiza un proceso y llega al mismo estado que si usara algoritmos.

Eugenio Mallol.-¿Por qué te fascina el chip de D Wave?

Alejandro López.-Es uno de los primeros que han sido capaces de hacer todo esto. Existen unos sis temas parecidos que se llaman Quantum Spin Ice: coges un trozo de imán, muchas partículas juntas, microscópicas, pero grandes, y las pones a interaccionar. A partir de ahí empiezas a ver cómo todos los imanes evolucionan y se juntan. Eso ahora mismo lo puedes hacer directamente desde el despacho, programando un D Wave. Evita toda la complejidad de ir a un laboratorio. Tiene sus complejidades también, pero el acceso es mucho más fácil. Hay un tema que a los físicos nos gusta muchísimo, que es la entropía. Resulta rotundamente difícil de medir, pero con D Wave es fácil, porque es un sistema en el que no hay presión, no hay volumen, todo es entropía. Deloitte, Master card, la compañía global que quieras, tienen sus métodos para, de manera rápida, barata y precisa encontrar soluciones a problemas de optimización.

Eugenio Mallol.-Quiero situar este tipo de avances en su verdadera escala. ¿A cuánto estamos de que la tecnología cuántica despliegue todo su potencial?

Alejandro López.-Es como cuando Michael Faraday descubrió la electricidad. La gente se podía poner a imaginar lo que quisiera, pero él diría: “vamos a empezar poco a poco”. Faraday no se podía imaginar que un día tendríamos ordenadores, había una cosa ahí, que era maravillosa, que hacía cosas muy nuevas, pero sin hacerse mayores cábalas. Con la tecnología cuántica empezaría así: vamos a ver qué somos capaces de hacer ahora con la tecnología que tenemos y qué vamos a ser capaces de hacer dentro de tres años. De manera que, si das dinero a un grupo, pídele que te prometa algo bueno para dentro de tres años, sabiendo cómo está yendo la tecnología y dónde creen que puede llegar. El resto se lo dejamos a las compañías. Hay problemas técnicos tan grandes que solucionar… ¿podremos hackear un satélite? En teoría, sí. ¿Hay tecnología para eso? No. ¿La habrá? No lo sé.

Eugenio Mallol.-Los investigadores tenéis el problema de los departamentos de marketing, que son muy locos. El verano pasado Google había conseguido nosequé, ahora Microsoft tiene la computación cuántica topográfica… Cuando escuchas todos estos anuncios qué piensas.

Alejandro López.-Todo esto es marketing. Es como si Faraday descubriera la electricidad y la gente se pusiera a hacer recetas para robots de cocina. Algoritmos para un ordenador cuántico que quién sabe cuándo se va a hacer. La teoría sí está, si fuéramos capaces de tener todo esto, seríamos capaces de correr el algoritmo y resolver estos problemas. Es la zanahoria que tienen que poner ahí, que hay que poner a los gobiernos. Microsoft estaba por detrás y tuvo que sacar el suyo. Prometió una cosa que yo de verdad, cuando lo vi dije: buf, y no leí más.

“Todo esto es marketing. Es como si Faraday descubriera la electricidad y la gente se pusiera a hacer recetas para robots de cocina. Es la zanahoria que hay que poner a los gobiernos”

Eugenio Mallol.-Los físicos siempre habéis dicho que es imposible la computación cuántica topográfica.

Alejandro López.-Imposible, no, pero demuéstramelo. Encuentra el material, las condiciones. Cuando Microsoft dice esto, piensas: muy bien, algún avance habrán hecho. Pero de ahí a tener un chip cuántico basado en topología y en Majorana, mira, no. Y después está la parte científica, en la que se van haciendo avances maravillosos, en los que somos capaces de reconocérnoslos, y nada más.

Eugenio Mallol.-Entre la tecnología de superconductores, la del espín de diamante y la de los iones atrapados, te posicionas por la de los superconductores.

Alejandro López.-No, no, no. Es que no hay ninguna que sea mejor que otra, son distintas.

Eugenio Mallol.-No ves a ninguna de las tres ganadoras.

Alejandro López.-¿Ganadora en qué?

Eugenio Mallol.-Que se convierta en el gran estándar por escalabilidad, por precio.

Alejandro López.-No, lo que hace D Wave no lo hace ninguna otra compañía, pero lo que hacen otras compañías D Wave todavía ni sueña con hacerlo. Todos los qbits basados en moléculas tienen una coherencia muy larga, se pueden manufacturar fácilmente, pero su integración es extremadamente difícil. Estamos a años luz de que un algoritmo pueda usarlos. Puedes integrar los superconductores muy fácilmente, pero su interconectividad y su tiempo de coherencia son bastante limitados. Lo que uno gana, el otro no lo tiene. D Wave tiene miles de qubits juntos, pero con ello no resuelve el algoritmo de no sé qué. Los iones atrapados, en teoría, son capaces de hacer grandes cosas, pero cuando pones las guías de ondas y los juntas, se estropean y estás todo el día puliendo y fijando. ¿Cuántos iones atrapados tienen? Del orden de decenas. ¿Seremos capaces de integrar miles de átomos todos juntos? Hay que verlo.

Eugenio Mallol.-Cuando planteáis desde la cuántica casos de uso en optimización de procesos, son los mismos que se identifican desde la IA.

Alejandro López.-Son cosas muy distintas La IA se ha estado utilizando siempre. Ahora hemos ido a una escala mucho mayor. La revolución es lo que es capaz de hacer. La tecnología va a plantear cuál es el mejor método, después se lo das a un código clásico o a un código cuántico y lo va a resolver. Muchas empresas quieren hacer optimización y, en vez de tener un clúster de computación resolviendo el problema, quieren darle parte del trabajo a la tecnología cuántica o a otro tipo de tecnología, como la óptica que utiliza un mecanismo cuántico. Un teléfono móvil basa su funcionamiento en ciertos fenómenos cuánticos, pero no es un sistema cuántico. Habrá sistemas que optimicen, que encuentren respuestas, porque la materia en sí misma se pone a hablar y optimiza mejor que nadie, pero no tienen por qué ser cuánticos.

Las grandes empresas pueden dedicar un pequeño grupo a estudiar todos estos métodos porque tienen dinero para ello. Les va mucho el decir: “hemos hecho algo con el marchamo de quantum”, y todo el mundo contento. Pero cuando ves lo que de verdad han hecho, no hay tanto. Hay gente que está en el mercado de valores y necesita, respecto a algo que acaba de pasar, una respuesta. Puede venir con el método que sea, pero, si el cuántico se lo da 15 segundos antes que a tu competidor, vas a comprar o vender mu cho antes y vas a ganar mucho dinero. Ahí está el interés, en la velocidad.

“Si das dinero a un grupo, pídele que te prometa algo bueno para dentro de tres años, según cómo va la tecnología y dónde puede llegar. El resto se lo dejamos a las compañías”

Eugenio Mallol.-El mundo empresarial está histérico con el tema de la supremacía cuántica que lo desencripta todo.

Alejandro López.-La gran tecnología cuántica está sostenida por los gobiernos, según mi parecer. Su gran temor es que una potencia extranjera desarrolle algo de lo que no saben. Interesa tener a un montón de gente trabajando en muchas cosas.

Eugenio Mallol.-¿Crees que se ese temor de los gobiernos está fundado?

Alejandro López.-Pasa en tecnología cuántica, en militar, en telecomunicaciones, en todo. Esto avanza muy rápido y a veces de repente se da un paso y resulta que hay un país que es capaz de que se acerque con un satélite y dices: ¿quién sabe de esto en el país?

Eugenio Mallol.-La situación entre Estados Unidos y China estará condicionando la investigación. ¿Se comparte conocimiento?

Alejandro López.-No ahora, nunca. Es la guerra fría de toda la vida. Ha perdido a lo mejor peso un país para ganarlo otra potencia, pero eso ha estado siempre ahí.

Eugenio Mallol.-En el SXSW, D Wave dijo sólo da acceso a 42 países a su plataforma.

Claro, incluso ellos no dan acceso a lo mejor a una cierta compañía porque es competidora. Es la carrera que ha habido siempre.

Eugenio Mallol.-Cómo va a cambiar la forma en la que investigáis. Dijiste: “la gente me verá que estoy escribiendo código, pero estoy experimentando en realidad”.

Alejandro López.-Hay gente que dice que eso no es experimentar. De hecho, cuando envías un artículo a ciertas revistas, te piden que quites la palabra experimentar y te dan una unas explicaciones muy sofisticadas de por qué. Y tiene su punto: una cosa es la bola en el cuenco y otra una plataforma que funciona según unas ciertas leyes, no hay naturalidad. Hay una fina línea. Yo creo que sí es un experimento. Como cualquier plataforma, tienes que calibrarla y asegurarte de que está bien refinada. Pero antes necesitabas un estudiante que estuviera en un laboratorio y se asegurara de que la cámara de vacío estaba en funcionamiento. Ahora mucha gente desde su casa gestiona esa misma máquina. No es muy distinto: en vez de coger muchas partículas de un material ponerlas al lado una de otra y ver cómo se mueven, ahora con un ordenador lo puedes hacer.

Eugenio Mallol.-Un investigador decía que ahora es mucho más interesante conversar con una IA que con un discípulo.

Alejandro López.-Depende del discípulo. Yo lo que puedo aprender aquí de un estudiante no lo aprendo de la IA ni de cerca.