Entramos en el laboratorio cuántico de IQM para presenciar una nueva frontera informática

      "El Futuro está aquí", declara un letrero de neón brillante a la entrada del centro de datos cuánticos de IQM en Munich. Es una afirmación audaz — pero una que la startup con sede en Finlandia está decidida a cumplir.

      A la derecha del letrero de entrada hay una puerta pesada de metal azul. Mi anfitrión, el físico Frank Deppe, jefe de tecnología de la unidad de procesamiento cuántico (QPU) de IQM, me lleva adentro.

      Inaugurada el año pasado como parte de la expansión europea de IQM, la instalación alberga seis computadoras cuánticas superconductoras de última generación, utilizadas para la propia investigación de la compañía y ofrecidas como un servicio basado en la nube a científicos de todo el mundo.

      Centro de datos cuánticos de IQM en Múnich. Crédito: Siôn Geschwindt

      Mi impresión inicial es el sonido: un ronroneo bajo y constante marcado por un extraño ruido rítmico de bombeo. Ese, descubriría más tarde, era el latido del corazón de una computadora cuántica.  

      El 💜 de la tecnología de la UE Los últimos rumores de la escena tecnológica de la UE, una historia de nuestro sabio fundador Boris y algunas obras de arte cuestionables de IA. Es gratis, todas las semanas, en tu bandeja de entrada. ¡Regístrate ahora!Sin embargo, la pieza central del centro de datos son los criostatos, las estructuras doradas como candelabros que se han convertido en sinónimo de computación cuántica en la imaginación pública. 

      Los criostatos están formados por un intrincado sistema de cableado de latón y cobre chapado en oro que canaliza las señales de microondas hacia la QPU o "chip", que se encuentra justo en la parte inferior de la lámpara de araña. Estos pulsos de microondas permiten a los científicos controlar y manipular los qubits en el chip y, a su vez, ejecutar algoritmos para realizar cálculos cuánticos. 

      El intrincado cableado dentro del criostato canaliza pulsos de microondas hasta el chip cuántico. Crédito: Siôn Geschwindt

      Sin embargo, para que todo esto funcione, las computadoras cuánticas superconductoras deben enfriarse hasta cerca del cero absoluto (o -273.15 grados Celsius). Eso hace que máquinas como estas se encuentren entre los lugares más fríos del universo conocido.

      Los qubits, que son las unidades básicas de información en una computadora cuántica, son increíblemente sensibles al calor, la vibración, las partículas parásitas o las señales electromagnéticas. Incluso la más mínima perturbación puede causar errores o borrar la información por completo, dice Frank, gesticulando a nuestro alrededor como si pudiera ver las ondas y partículas volando por la habitación.   

      Sin embargo, a temperaturas ultrafrías, los materiales superconductores pierden toda resistencia eléctrica, lo que permite que los qubits mantengan sus delicadas propiedades cuánticas. Pero el ultrafrío no es suficiente — los qubits también necesitan un aislamiento casi perfecto de otras partículas en el aire. Es por eso que los criostatos se colocan en una cámara de vacío de metal grueso, lo que ayuda a proteger los qubits de interferencias.

      Cuando está en funcionamiento, el criostato está encerrado dentro de una cámara de vacío súper enfriada, lo que hace que máquinas como esta se encuentren entre los lugares más fríos del universo conocido. Crédito: Siôn Geschwindt

      Cada máquina es compatible con hardware industrial serio. Uno de los equipos más grandes del laboratorio es el sistema criogénico. Compuesto por una red de compresores, tanques, bombas y tuberías, su función es transferir helio líquido para enfriar el criostato. El compresor de helio produce el sonido rítmico distintivo de una computadora cuántica: el criostato en sí mismo es completamente silencioso.

      Luego están los servidores, colocados al lado de cada criostato. Proporcionan la infraestructura precisa de control y soporte que permite que los delicados sistemas cuánticos funcionen de manera efectiva. También producen los pulsos de microondas específicos necesarios para mantener estables los qubits. 

      Sí, incluso las computadoras cuánticas del futuro necesitarán computadoras clásicas para funcionar, dice Frank. 

      Un ejemplo del gabinete de electrónica clásica requería ejecutar una de las computadoras cuánticas de IQM. Crédito: IQM

      Me sorprendió la extraordinaria cantidad de infraestructura necesaria para alimentar un chip cuántico apenas más grande que mi uña. Pero toda esa tecnología es esencial: protege los frágiles qubits al tiempo que permite su manipulación. 

      "Es necesario aislar los qubits del entorno, pero aún controlarlos", dice Frank. "Esa es la paradoja de la ingeniería de la computación cuántica.” 

      Aprovechar el mundo subatómico de la mecánica cuántica, con fenómenos como la superposición y el entrelazamiento, para realizar cálculos útiles es uno de los desafíos más difíciles de la ciencia moderna. Ha desconcertado a los investigadores durante décadas. Pero ahora, después de años de progreso constante, estamos más cerca que nunca de aplicaciones que podrían cambiar el mundo, y los beneficios podrían ser enormes.

      Hacia la ventaja cuántica

      Se espera que las computadoras cuánticas del futuro resuelvan problemas que están mucho más allá del alcance de las supercomputadoras más poderosas de la actualidad, un punto conocido como "ventaja cuántica"."Estas máquinas podrían simular moléculas complejas para el descubrimiento de fármacos, diseñar nuevos materiales desde el nivel atómico hacia arriba y revolucionar la logística y las finanzas al resolver problemas masivos de optimización. También podrían romper todo el cifrado de Internet en lo que se conoce como Día Q, por lo que también existen riesgos.

      Sin embargo, la mayoría de los expertos están de acuerdo en que necesitaremos un sistema de 1 millón de qubits y más para hacer ese tipo de cálculos, y eso aún está muy lejos.

      Actualmente nos encontramos en lo que se conoce como la era Cuántica Ruidosa de Escala Intermedia (NISQ), donde tenemos pequeñas computadoras cuánticas que pueden ejecutar experimentos reales, pero que aún son demasiado "ruidosas" y propensas a errores para hacer algo verdaderamente innovador.

      Los procesadores cuánticos de IQM actualmente oscilan entre seis y 50 qubits. El próximo año, está programado para lanzar un sistema más grande de 54 a 150 qubits llamado Radiance, que dice que "allanará el camino" hacia la ventaja cuántica, cuando una computadora cuántica pueda resolver un problema que ninguna computadora clásica puede). La compañía espera producir un sistema de 1 millón de qubits para 2033. 

      Uno de los criostatos abiertos de IQM. El chip está alojado detrás del cilindro de metal justo en la parte inferior de la lámpara de araña. Crédito: IQM

      Con sede en Helsinki, IQM ha creado un negocio basado en ayudar a los investigadores a capacitarse y navegar por sistemas más pequeños antes de que los más grandes estén disponibles comercialmente. Usando estas máquinas, los científicos ya pueden explorar algoritmos cuánticos, desarrollar hardware y crear prototipos de soluciones para problemas específicos, como el modelado climático o el descubrimiento de fármacos. 

      Fundada en 2018, IQM ha recaudado 210 millones de dólares hasta la fecha, lo que la convierte en la segunda empresa de computación cuántica mejor financiada de Europa. Según Bloomberg, la startup también está en conversaciones para recaudar más de 200 millones de dólares en capital fresco, lo que elevaría su total a más de 400 millones de dólares. En junio, el cofundador y CEO de la compañía, Jan Goetz, compartirá su visión del futuro cuántico de Europa en la Conferencia TNW.

      Ubicada en el próspero ecosistema de startups cuánticas de Finlandia, IQM ha construido más de 30 computadoras cuánticas completas hasta la fecha en sus instalaciones en Espoo, al oeste de la capital, Helsinki. Este sitio también alberga la única fábrica privada de chips cuánticos de Europa. 

      Inés De Vega, vicepresidenta de innovación de IQM, le dice a TNW que sus procesadores cuánticos tienen "un rendimiento similar, si no mejor, en términos de fidelidades" que IBM, a menudo considerado el líder mundial en tecnología cuántica. La fidelidad se refiere a la precisión con la que una computadora cuántica puede realizar operaciones en qubits sin introducir errores, una métrica crítica para construir sistemas cuánticos confiables y escalables. 

      La sede de IQM en Espoo, Finlandia, alberga la única instalación de fabricación de chips cuánticos de Europa. Crédito: IQM

      Si bien IQM es una de las startups cuánticas más destacadas de Europa, está lejos de ser la única. Actualmente hay 122 empresas de computación cuántica en el continente, con un valor combinado de casi 13 mil millones de dólares, según datos de Dealroom.  

      Quantinuum, con sede en el Reino Unido, es la mejor financiada, ya que recaudó $647 millones con una valoración de 5 5 mil millones. En lugar de utilizar circuitos superconductores superenfriados, Quantinuum desarrolla computadoras cuánticas de iones atrapados, que utilizan átomos cargados eléctricamente controlados por láseres para qubits. Otros peces gordos europeos incluyen la startup francesa Pasqal y los Circuitos Cuánticos de Oxford del Reino Unido. 

      En los EE. UU., gigantes tecnológicos como IBM, Google, Amazon, Microsoft e Intel, además de nuevas empresas bien financiadas como PsiQuantum, están compitiendo para ampliar sus propias computadoras cuánticas y reducir las tasas de error. 

      A nivel mundial, más de 30 gobiernos han prometido más de $40 mil millones en fondos públicos para tecnologías cuánticas, que se implementarán durante la próxima década.

      Tanto el sector público como el privado persiguen el santo grial: una computadora cuántica tolerante a fallas, una lo suficientemente poderosa y estable como para ejecutar algoritmos complejos con errores mínimos. IQM tiene como objetivo llegar allí para 2030, de acuerdo con su hoja de ruta disponible públicamente.

      La estimación de IQM es optimista. En febrero, el CEO de Google, Sundar Pichai, dijo que cree que las computadoras cuánticas "prácticamente útiles" están a cinco o 10 años de distancia. Un mes antes, Jensen Huang de Nvidia sugirió que todavía estamos al menos 15 años atrasados, un comentario que hizo caer las acciones de quantum.

      La verdad es que nadie sabe exactamente cuándo llegaremos allí. Pero una cosa está clara: llegar a la meta cuántica requerirá años de experimentación, iteración y avances de ingeniería. Ese trabajo ya está en marcha en laboratorios como el de IQM, donde se están superando los límites de la física, un qubit a la vez.

      En la Conferencia TNW del 19 de junio, el CEO y cofundador de IQM, Jan Goetz, se unirá a Elvira Shishenina, directora senior de Quantinuum, y Tom Henriksson, socio general de OpenOcean, para un panel de discusión titulado "Quantum Race: Can Europe Secure Leadership in Quantum?"Las entradas para el evento ya están a la venta . Use el código TNWXMEDIA2025 en el check-out para obtener un 30% de descuento en el precio.