Así será el primer ordenador cuántico del sur de Europa, que se instalará en Barcelona

El Consejo de Ministros aprobó el pasado 26 de octubre la concesión de una subvención de 22 millones de euros en 2021 para crear Quantum Spain, un ecosistema de computación cuántica en España y el primero del sur de Europa. Se prevé que alcance los 60 millones de euros de inversión a través de diferentes iniciativas públicas y privadas europeas.

En el proyecto participarán 25 universidades y centros de infraestructuras y de supercomputación en 14 comunidades autónomas, la mayor parte de ellas integradas en la Red Española de Supercomputación (RES).

Como nodo principal de esta red, el Barcelona Supercomputing Center – Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS) coordinará las aportaciones a Quantum Spain y albergará en sus instalaciones el primer computador cuántico basado en tecnología europea de circuitos superconductores.

La coordinadora del proyecto será la doctora en computación cuántica Alba Cervera del BSC-CNS, quien ha declarado: “Es un honor tener la responsabilidad de coordinar este macroproyecto, con el que tendremos un ordenador cuántico a disposición de toda la sociedad e impulsaremos un ecosistema cuántico sólido con la ayuda de todos los grupos de computación cuántica españoles”.

La previsión es que el nuevo computador cuántico disponga de un primer chip de dos cúbits o bits cuánticos a finales de 2022 y progresivamente irá incorporando nuevas versiones de chips, hasta llegar a los 20 cúbits en 2025. La construcción del hardware se realizará en colaboración con empresas especializadas en este sector emergente.

Se debe adecuar un espacio físico, con la infraestructura necesaria para la refrigeración básica, control de temperatura, humedad y potencia eléctrica. Debe conseguirse la criogenia y la electrónica rápida. Después, debe ensamblarse un ordenador funcional para recibir los primeros qubits

“El objetivo de Quantum Spain no es competir con otros computadores cuánticos en número de cúbits, queremos calidad antes que cantidad, un dispositivo funcional que sea útil y resuelva problemas reales”, subraya Cervera, “queremos que sirva para que España desarrolle algoritmos propios, que se fomente su uso transversal tanto para investigación como para empresas y que forme a los futuros usuarios y usuarias de esta tecnología”.

El ecosistema cuántico

Además de la fabricación del computador cuántico, Quantum Spain se centra en otros tres pilares: el desarrollo de algoritmos cuánticos para resolver problemas reales a los que se enfrentan empresas y organismos públicos, creación de un sistema de acceso remoto a través de la nube y un programa de formación para los usuarios y todos los nodos de RES en este tipo de tecnología.

“Quantum Spain, enmarcado en un contexto de competición feroz entre todos los países para lograr capacidades de computación cuántica, es una apuesta real y firme para construir un ordenador cuántico basado en corrientes superconductoras, para desarrollar algoritmos útiles, para proporcionar simulación clásica y para desarrollar talento”, apunta José Ignacio Latorre, uno de los expertos que ha trabajado con el Gobierno para definir este plan.

Latorre, director del Centre for Quantum Technologies de Singapur y científico del Centre for Quantum Research en Abu Dhabi (Emiratos Árabes Unidos), reconoce los retos pendientes: “El primero, siento decirlo, será superar las trabas burocráticas. El sistema de ciencia español no se adecúa a los vertiginosos tiempos de desarrollo necesarios para competir en el contexto internacional. El siguiente es generar una infraestructura solvente. No menos importante es acompañar este equipamiento con el apoyo a todo el sistema de generación de talento. El gran reto es no perder el tren en la frontera de la ciencia y la tecnología mundial”.

Aplicaciones de la computación cuántica

La computación cuántica tiene potenciales aplicaciones en inteligencia artificial (IA) –uno de los objetivos principales–, en química cuántica, en finanzas, en optimización de procesos de la cadena productiva, criptografía, ciberseguridad, logística y en muchos problemas que requieren necesidades computacionales intensas.

Actualmente, es una de las áreas de investigación y desarrollo sobre las que se está llevando a cabo una carrera internacional más intensa. Una de las particularidades de la apuesta de Quantum Spain es que no prentende incorporarse en esta carrera comprando hardware a países terceros y apuesta por el desarrollo de tecnología propia, para limitar la dependencia y mantener el máximo grado posible de soberanía tecnológica y económica.

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Este programa está alineado con la alianza EuroHPC Joint Undertaking, que promueve las capacidades europeas en supercomputación, y fomenta especialmente las sinergias entre las tecnologías cuánticas y la inteligencia artificial –ámbito conocido como Quantum Machine Learning– aprovechando las características de las infraestructuras cuánticas para facilitar el proceso de entrenamiento de ciertos algoritmos de aprendizaje profundo.

Quantum Spain está impulsado por la Secretaría de Estado de Digitalización e Inteligencia Artificial (SEDIA) del Ministerio de Asuntos Económicos y Transformación Digital, una iniciativa para reforzar la capacidad de supercomputación española siguiendo la agenda España Digital 2025 y la Estrategia Nacional de Inteligencia Artificial (ENIA).